5.2. Рама автомобиля и трактора

Рама предназначена для монтажа на ней агрегатов и механиз­мов машины. Элементы рамы подвержены воздействию разных сил, к которым относятся вес агрегатов; полезная нагрузка; реактив­ная сила сцепления, необходимая для создания силы тяги маши­ны; усилия от амортизаторов и упругих элементов; силы инерции движения; силы торможения и др.

Рама машины должна иметь:

  • высокую изгибную и крутильную жесткость и прочность, чтобы исключить возможность расшатывания и поломки элементов рамы при движении машин со значительными перекосами мостов и колес;
  • рациональную конструкцию, позволяющую удобно и экономно размещать на раме агрегаты и механизмы;
  • геометрическую форму, обеспечивающую низкое расположе­ние центра масс машины, значительный ход подвески и большие углы поворота управляемых колес.

По конструкции рамы автомобилей бывают лонжеронные, хреб­товые (центральные) и смешанные. Чаше всего применяются лон­жеронные рамы.

Лонжеронная рама состоит из двух продольных балок — лонже­ронов 1 (рис. 5.1) специального профиля, соединенных между собой поперечинами 2, придающими раме требуемую жесткость. На передних поперечинах устанавливается двигатель, а на осталь­ных — другие агрегаты автомобиля и сцепное устройство.

Лонжеронная рама

Рис. 5.1. Лонжеронная рама:

1 — лонжероны; 2 — поперечины; 3 — тягово-сцепное устройство; 4 — буфер; 5 — буксирные крюки

Лонжероны изготовляются из листовой стали и обычно имеют переменный гнутый профиль поперечного сечения типа швелле­ра. Наибольшее сечение лонжерона находится в средней части рамы как наиболее нагруженной, а к краям оно уменьшено. Такая кон­фигурация лонжеронов обеспечивает изгибную равнопрочность рамы, уменьшение массы, более удобную установку передних и задних рессор, снижение высоты центра масс автомобиля. С поперечинами лонжероны соединяются преимущественно клепкой в холодном состоянии или сваркой. На переднем конце рамы уста­новлены буфер 4 и буксирные крюки 5, на заднем находится тя­гово-сцепное устройство 3.

Хребтовые рамы имеют одну центральную несущую балку, обыч­но сделанную из трубы. Несущая балка может быть составлена из картеров агрегатов силовой передачи: картера раздаточной короб­ки, картеров главных передач и промежуточных вставок, соеди­няющих эти картеры.

По длине трубчатой балки установлены кронштейны, служа­щие опорами для крепления кабины, грузовой платформы, дви­гателя и других агрегатов. Хребтовые рамы имеют высокую изгибную прочность и высокую крутильную жесткость.

На тракторах используются остовы безрамной, полурамной, рамной и шарнирно сочлененной конструкции.

Безрамный остов выполняется в виде единой отливки, отсеки которой являются картерами механизмов трансмиссии. Такой ос­тов обеспечивает высокую жесткость и соосность валов при эксп­луатации, но из-за технологических трудностей при изготовле­нии имеет ограниченное распространение.

Полурамный остов, имеющий достаточно простую конструк­цию, получил широкое распространение, особенно на легких колесных тракторах. К полураме спереди жестко крепится моно­блок двигатель—коробка передач, что повышает жесткость всей конструкции.

Рамный остов обладает меньшей жесткостью по сравнению с конструкциями безрамного и полурамного остовов, но он прост и дешев в изготовлении и обеспечивает снижение металлоемко­сти картеров трансмиссии.

Элементы рамы или полурамы изготовляются из балок разного профиля или литых брусьев. Наибольшие прочность и жесткость при малой массе имеют балки с профилем в виде швеллера или замкнутого профиля. Эти рамы чаще всего применяются на гусе­ничных тракторах (рис. 5.2).

Рама и подвеска трактора ТЛТ-100

Рис. 5.2. Рама и подвеска трактора ТЛТ-100:

1 — передняя балка; 2 — опора кабины; 3 — лонжероны; 4 — трубы подвески; 5 — кронштейн; 6 — кронштейны заднего моста; 7 — кожух пружины; 8 — пружина подвески; 9 — рычаг каретки; 10 — опорные катки каретки

Шарнирно сочлененные остовы состоят из двух полурам, соеди­ненных центральным шарниром, имеющим две степени свободы. Шарнирное соединение позволяет поворачиваться в плоскости дороги передней и задней полурамам одна относительно другой вокруг вертикальной оси на 30… 35° в каждую сторону. Кроме того, задняя полурама относительно передней может поворачиваться вокруг продольной горизонтальной оси на 15…20° в каждую сто­рону. Такая шарнирная связь обеспечивает хорошую маневренность, приспособляемость к поверхности пути и устойчивость трактора, что позволяет снизить нагруженность элементов рамы. Шарнирно сочлененные рамы широко применяются на тяжелых колесных тракторах.