Палец и втулка гусеницы: как изнашиваются и как их менять

Палец гусеницы вместе со втулкой образует шарнир, на котором поворачивается каждое звено цепи. От состояния этой пары зависит шаг цепи, а значит — как цепь входит в зацепление со звёздочкой и сколько проработают остальные детали ходовой. Ниже — как устроен шарнир, как он изнашивается, когда есть смысл поворачивать втулки, как подобрать палец по размеру и почему выпрессовка требует пресса, а не кувалды.

Общее устройство цепи, шаг звена и методика замеров разобраны в отдельной статье о гусеничной цепи. Здесь — только про шарнир.

Роль пары палец–втулка в шарнире звена

Звено гусеничной цепи состоит из двух боковин (левой и правой), которые соединены втулкой и пальцем:

• Втулка запрессована в передние проушины боковин. Снаружи по ней работает зуб звёздочки, внутри проходит палец.
• Палец звена гусениц запрессован в задние проушины соседней пары боковин и проходит сквозь втулку.

При каждом обороте цепи шарнир поворачивается на звёздочке, на ленивце и при огибании катков. Под нагрузкой палец проворачивается внутри втулки — это и есть рабочая пара трения. Натяг в проушинах держит детали от выпадения и проворачивания в боковинах, а поворот происходит только между пальцем и втулкой.

Виды пальцев

Обычный (рядовой) палец. Цельный цилиндр, запрессованный с натягом. Таких в цепи большинство. Демонтируется только прессом.

Мастер-палец и разъёмное звено. Чтобы цепь можно было разомкнуть без выпрессовки, в ней предусмотрено одно разборное соединение. Встречаются два варианта:

• мастер-палец — отличается от рядовых посадкой или конструкцией фиксации (стопорное кольцо, проточка, меньший натяг), обычно маркирован углублением или цветом на торце;
• разъёмное звено — две половины боковины стягиваются болтами, а палец и втулка остаются стандартными.

Разъёмное звено сейчас распространено шире: цепь размыкается гаечным ключом, пресс в поле не нужен. Именно поэтому при монтаже важно соблюдать момент затяжки болтов из руководства и повторно подтягивать их после обкатки.

Палец с внутренней смазкой. Внутри пальца высверлен канал, заполненный маслом, а с торцов шарнир закрыт уплотнениями. Масло постоянно смазывает зону трения палец–втулка, поэтому внутренний износ идёт в разы медленнее, чем в сухом шарнире. Такие цепи ставят на машины, где важен ресурс и работа на абразиве. Слабое место — уплотнения: если масло ушло, шарнир становится «сухим» и начинает изнашиваться ускоренно. Признак — характерный скрип и неравномерное провисание цепи.

Материалы и закалка

Палец и втулку делают из легированной стали. Главная задача — получить твёрдую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину, которая не треснет от ударной нагрузки.

• Поверхностная закалка ТВЧ (токами высокой частоты) даёт твёрдый слой нужной глубины на рабочих поверхностях.
• Сквозная термообработка и отпуск сердцевины сохраняют вязкость.
• Втулку закаливают и снаружи (контакт со звёздочкой), и изнутри (контакт с пальцем).

Качество термообработки не видно на глаз: дешёвый палец может выглядеть идентично, но иметь тонкий закалённый слой. Когда слой протирается, износ ускоряется лавинообразно. Поэтому ресурс шарнира определяется не столько размерами, сколько глубиной и равномерностью закалки.

Как изнашивается пара палец–втулка

У шарнира два независимых вида износа.

Внутренний износ — удлинение шага. Палец истирается по наружному диаметру, втулка — по внутреннему. Зазор между ними растёт, и каждое звено становится длиннее на доли миллиметра. На всей цепи это складывается в заметное удлинение. Растянутая цепь хуже входит в зацепление: втулка набегает на вершину зуба звёздочки, ускоряя износ зубьев. Удлинение контролируют замером шага на нескольких звеньях под натяжением.

Внешний износ втулки. Зуб звёздочки упирается во втулку с одной стороны — со стороны передачи тяги при движении вперёд. Втулка изнашивается несимметрично: с одной стороны появляется «лыска», противоположная сторона почти целая. Если машина много работает задним ходом, износ идёт и с другой стороны, но обычно одна сторона доминирует.

На абразивных грунтах, в песке и карьерной пыли оба процесса ускоряются: абразив попадает в зазоры и работает как притирочная паста.

Поворот втулок на 180°: когда имеет смысл и когда уже поздно

Поскольку внешний износ втулки односторонний, её можно развернуть на 180° и подставить звёздочке почти не изношенную сторону. Для этого цепь снимают, выпрессовывают пальцы и втулки, поворачивают втулки и собирают звенья заново. Операция делается на прессе в мастерской.

Когда поворот оправдан:

• внешний износ втулки дошёл примерно до середины допустимого, но не превысил предел;
• внутренний износ (удлинение шага) ещё в пределах нормы;
• пальцы и втулки после выпрессовки не имеют трещин;
• у сухих цепей — это стандартная практика продления ресурса.

Когда уже поздно:

• втулка протёрта снаружи до предела — стенка тонкая, после поворота она быстро лопнет;
• шаг цепи вышел за допустимое удлинение — поворот не вернёт шаг, звёздочка продолжит работать с неправильной цепью;
• на цепи с внутренней смазкой уплотнения уже потеряли масло;
• износ звёздочки такой, что новая сторона втулки всё равно будет работать с деформированным зубом.

Практический ориентир — планировать поворот по результатам регулярных замеров, а не «когда зашумит». Упущенный момент поворота означает, что следующей операцией будет замена цепи.

Палец гусеницы: размер и подбор по номеру цепи

Запрос «палец гусеницы размер» обычно означает, что нужно найти замену под конкретную машину. Замеряют:

• наружный диаметр пальца — по неизношенной части, в зоне проушины;
• длину пальца — от торца до торца;
• посадочный диаметр — диаметр в зоне запрессовки в боковину, от него зависит натяг;
• шаг цепи — расстояние между осями соседних шарниров;
• для мастер-пальца — тип фиксации и геометрию проточек.

Проблема в том, что размеры изношенного пальца уже не соответствуют номиналу, а натяг задаётся сотыми долями миллиметра. Палец, «подобранный на глаз» под похожую цепь, может встать слишком свободно (провернётся в проушине и разобьёт её) или с избыточным натягом (треснет боковина). Поэтому палец подбирают по номеру цепи или по каталожному номеру звена, модели и классу машины. Палец гусеницы бульдозера и палец на гусеницу экскаватора того же шага — не всегда одно и то же: различаются длина, посадка и исполнение.

Выпрессовка пальца гусеницы

Выпрессовка пальца гусеницы — операция для оборудованной мастерской. Общий порядок:

1. Сбросить натяжение гусеницы через клапан натяжителя и разомкнуть цепь по разъёмному звену или мастер-пальцу.
2. Снять цепь с машины и уложить на ровную площадку или стенд.
3. Установить звено в гусеничный пресс с оправками под диаметр пальца и втулки.
4. Выпрессовать палец плавным усилием, затем — втулку.
5. Очистить проушины, осмотреть на задиры и трещины.
6. Запрессовать новые или повернутые детали с натягом, выдерживая размер между боковинами и соосность.
7. Для цепей со смазкой — установить новые уплотнения и заправить шарнир маслом.

Натяг в проушинах таков, что усилие выпрессовки на цепях средних и тяжёлых машин измеряется сотнями тонн. Для этого используют стационарные гидравлические гусеничные прессы.

Почему кувалдой нельзя:

• ударом не сдвинуть палец, запрессованный с таким натягом, — зато легко расклепать торец, после чего палец не выйдет даже прессом;
• удар дает трещины в боковинах, которые не видны сразу и проявляются под нагрузкой;
• закалённая сталь при ударе может откалываться — осколки опасны для людей рядом.

Безопасность: пресс работает с огромной энергией, поэтому в зоне оси прессования никого не должно быть. Нельзя стоять напротив торца пальца. Натяжение снимают только через клапан, медленно — подробнее об этом в статье о натяжителе гусеницы.

Менять пальцы или цепь целиком

Замена отдельных пальцев и втулок оправдана в двух случаях: ремонт единичного повреждённого звена и плановый поворот втулок на цепи с запасом ресурса. Во всех остальных случаях выгоднее менять цепь в сборе.

Причины:

• если внутренний износ дошёл до предела, изношены все шарниры, а не один — поштучная замена даст цепь с разным шагом звеньев;
• боковины тоже изнашиваются по беговой дорожке, и новые пальцы в старых боковинах не вернут цепи ресурс;
• работа по полной перепрессовке цепи сопоставима по стоимости с новой цепью, а результат хуже;
• новая цепь на изношенной звёздочке быстро «съест» и её, поэтому при замене цепи проверяют и звёздочку, и ленивец.

Для удалённых объектов в Казахстане и Средней Азии, где каждая неделя простоя стоит дорого, логика та же: лучше спланировать замену цепи по замерам, чем ремонтировать звенья по одному в поле.

Цепи Berco и поставка MPG

Berco производит гусеничные цепи с собственной ковкой звеньев и термообработкой пальцев и втулок. Цепи поставляются в сборе с башмаками (TGA), в сухом исполнении и с внутренней смазкой — под конкретный класс машины: от мини-экскаваторов до карьерных экскаваторов и бульдозеров.

MPG подбирает цепь по номеру, модели и условиям работы и поставляет её из Европы под заказ. Гарантия на решения Berco — до 4 000 моточасов или 36 месяцев, что наступит раньше. Каталог цепей и варианты исполнения — на странице гусеничных цепей в сборе.

Если нужно подобрать цепь или оценить, имеет ли смысл поворот втулок на вашей машине, отправьте заявку — специалисты MPG помогут с подбором.

Частые вопросы

Можно ли заменить один палец гусеницы, не снимая цепь? Разомкнуть цепь по мастер-пальцу или разъёмному звену можно на машине. Рядовой палец выпрессовывают только прессом, поэтому цепь обычно снимают и везут в мастерскую.

Как понять, что пора поворачивать втулки? По замерам внешнего износа втулки и удлинения шага цепи. Поворот делают, пока износ втулки не превысил допустимый, а шаг ещё в норме.

Чем отличается мастер-палец от обычного? Мастер-палец рассчитан на разборку: у него другая посадка или фиксация, а торец обычно маркирован. Обычный палец запрессован с полным натягом и снимается только прессом.

Подойдёт ли палец от другой цепи того же шага? Не гарантированно. Длина, посадочный диаметр и натяг могут отличаться, поэтому палец подбирают по номеру цепи.

Что выгоднее — перепрессовать цепь или купить новую? Если износ шарниров дошёл до предела, новая цепь выгоднее: перепрессовка не восстанавливает боковины, а по стоимости работ сопоставима с заменой.