ГУСЕНИЧНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области гусеничной техники, в частности к конструкции гусеничного движителя для увеличения опорной проходимости гусеничных машин путем снижения удельного давления на грунт при использовании серийных (штатных) гусениц, которым эти машины комплектуются при выходе с производства. Под гусеничными машинами понимаются как военная гусеничная техника, так и гусеничная техника двойного назначения, инженерные машины и гусеничные машины невоенного назначения, в том числе и шарнирно-сочлененные двухзвенные конструкции.
Для увеличения опорной проходимости гусеничной машины, в частности, для повышения проходимости по слабым грунтам, применяют равномерное распределение нагрузки по опорной поверхности за счет использования гусениц с резинометаллическими шарнирами, съемными почвозацепами и оптимальным количеством опорных катков (учебник «Конструкция и расчет танков и БМП». Военное издательство ГБУ МО СССР, 1984 г., стр. 340. Открытое издание). Такой способ увеличения опорной проходимости гусеничной машины позволяет снизить удельное давление гусеничной машины на грунт, повысить ее проходимость при движении по грунтам с низкой несущей способностью (заболоченной местности, глубокому снежному покрову и т.д.). Но указанный способ не позволяет достаточно повысить долю площади местности, которая доступна для гусеничных машин, что ведет к необходимости обхода препятствий и увеличению времени на их преодоление. Кроме того, при использовании серийных (штатных) гусениц, которым эти машины комплектуются при выходе с производства, для каждой машины существует свой предельный уровень параметра возможного удельного давления на грунт, при котором машина еще удерживается на грунте. И этот уровень прямо зависит от параметров самой гусеницы: размеров траков, их площади, обще площади в зоне контакта гусеницы с грунтом и системы их опирания на грунт.
В связи с этими требованиями была осуществлена разработка двойной гусеницы, описанной в RU 2438091, F41H 7/02, B62D 55/065, опубл. 27.12.2011. Это решение принято в качестве прототипа. Ходовую часть по каждому ее борту снабжают дополнительными опорными катками с гусеницей, которые крепятся к опорным каткам гусеничной машины и передвигаются с основной ходовой частью, передвигая корпус гусеничной машины по грунту. При этом опорный каток штатной гусеницы связан с дополнительным опорным катком дополнительной гусеницы через отдельное крепление, что позволяет опорному катку штатной гусеницы передавать через это крепление на дополнительный опорный каток и на дополнительную гусеницу 7, расположенную на нем, крутящий момент. Дополнительный опорный каток с дополнительной гусеницей предназначены для увеличения опорной поверхности гусениц и снижения среднего удельного давления на грунт и повышения опорной проходимости. При движении корпуса гусеничной машины опорный каток штатной гусеницы, соединенный с ним через балансир, окатывается по штатной гусенице и через крепление передает крутящий момент на дополнительный опорный каток и на дополнительную гусеницу.
Предлагаемое устройство двойной гусеницы позволяет повысить опорную проходимость, снизив среднее давление на грунт при движении по грунтам с низкой несущей способностью.
Однако, как следует из кинематики данной двойной гусеницы движение гусеничной машины формируется за счет вращения штатной гусеницы, в то время как дополнительная гусеница в пассивном режиме обкатывается вокруг ее опорных катков, что не позволяет реализовать тяговые преимущества сдвоенной гусеницы. Поэтому снижение давления, повышающего возможность движения гусеничной машины по слабым грунтам, не позволяет реализовать оперативную и тактическую подвижность гусеничной машины. Кроме того, схема опирания дополнительной гусеницы на основную не имеет уравновешенного характера и перегружает основной гусеничный движитель. При этом слабые кинематические связи дополнительно гусеницы с основной не учитывают реальные нагрузки, возникающие при деформации грунта и в режиме бортового поворота, что может вероятностно привести к поломке дополнительного гусеничного движителя.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении тяговых качеств гусеничного сдвоенного движителя и повышении надежности и долговечности движителя.
Указанный технический результат достигается тем, что в гусеничном движителе, содержащем основную гусеницу, охватывающую ведущее и направляющее колеса, размещенные между ними опорные катки для опирания на них верхней и нижней ветвей гусеницы или опорные катки на балансирах и натяжной ролик, и дополнительную гусеницу, расположенную рядом с основной и выполненная повторяющей конструкцию основной гусеницы, при этом по крайней мере часть опорных катков основной гусеницы соединены с напротив расположенными опорными катками дополнительной гусеницы, ведущее и направляющее колеса дополнительной гусеницы жестко связаны с соответствующими ведущим и направляющим колесами основной гусеницы, при этом каждый опорный каток основной гусеницы расположен на оси балансира с одной его стороны, а расположенный напротив опорный каток дополнительной гусеницы размещен на оси этого же балансира с другой его стороны, а натяжной ролик дополнительной гусеницы расположен на удлинении кронштейна крепления напротив расположенного натяжного ролика основной гусеницы.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - технологическая линия для производства композитной арматуры;
фиг. 2 - гусеничный движитель со стороны натяжителей.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается гусеничный движитель, содержащий основную гусеницу 1, охватывающую ведущее 2 и направляющее колеса, размещенные между ними опорные катки 3 для опирания на них верхней и нижней ветвей гусеницы 1 или опорные катки 3 на балансирах 4 и натяжной ролик 5 с отдельным натяжителем 6. Основной гусеничный движитель представляет собой известную конструкцию, описанную, например, в статье «Гусеничный движитель», выложенной на сайте «Устройство автомобиля > » в сети Интернет по адресу: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/shiny-i-diski/gusenichny-j-dvizhitel/. По конструкции гусеничные движители современных машин могут быть с несущими или приподнятыми направляющими колесами, передним или задним расположением ведущих колес, с поддерживающими катками или без них и различными типами шарниров гусениц (открытые металлические, резинометаллические шарниры, шарниры в виде игольчатых подшипников). Такими гусеничными движителями оснащаются как военная гусеничная техника, так и гусеничная техника двойного назначения, инженерные машины и гусеничные машины невоенного назначения, в том числе и шарнирно-сочлененные двухзвенные конструкции. Такие машины при изготовлении оснащаются штатными или серийными гусеничными движителями.
Повышение опорной проходимости обеспечивается за счет снижения (уменьшения) среднего давления на грунт. Это обеспечивается за счет того, что к каждому основному гусеничному движителю штатной (серийной) конструкции присоединяется дополнительный гусеничный движитель той же штатной (серийной) конструкции, что и основной гусеничный движитель. Выполнение дополнительной гусеницы 7 с опорными катками 8 и натяжным роликом 9 с отдельным натяжителем 10, расположенную рядом с основной, повторяющей конструкцию основной гусеницы с ее катками и роликом, является важным условием для сохранения синхронной кинематики двойного гусеничного движителя. Таким образом, дополнительный гусеничный движитель так же представляет собой штатную (серийную) конструкцию. Это позволяет обеспечить кинематическое совпадение по компоновке узлов движителя, что позволяет при минимальном изменении конструкции обеспечить возможность параллельного соединения двух одинаковых гусеничных движителей.
При параллельном соединении двух гусениц с катками и роликами ведущее 11 и направляющее колеса дополнительной гусеницы 7 жестко связывают с соответствующими ведущим 2 и направляющим колесами основной гусеницы 1. В этом случае дополнительная гусеница получает возможность реализовать вращающий момент и становится ведущей.
Каждый опорный каток 3 основной гусеницы 1 расположен на оси 12 балансира 4 с одной его стороны, а расположенный напротив опорный каток 8 дополнительной гусеницы 7 размещен на оси 13 этого же балансира с другой его стороны, а натяжной ролик дополнительной гусеницы расположен на удлинении кронштейна 14 крепления напротив расположенного натяжного ролика основной гусеницы.
Перенос балансира в зону между опорными катками обеих гусениц обеспечивает одинаковые условия подвески напротив друг друга расположенных опорных катков. Это так же обеспечивает равномерное распределение нагрузки по зонам нижних ветвей гусениц на опорной поверхности 15 и исключает консольное крепление дополнительной гусеницы по отношению к основной.
Положение центра давления определяет точку приложения результирующей нормальных реакций почвы. Распределение этих реакций по длине опорной поверхности гусениц существенно зависит не только от положения центра давления, но и от почвенных условий и конструкции гусеничного движителя (в частности, от числа катков и их расположения). Если бы давления на почву распределялись по всей длине опорных поверхностей гусениц равномерно, то их можно было бы охарактеризовать средним значением давления pCp. Таким условным измерителем нередко пользуются, подсчитывая его по формуле Pcv∗=G/(2bLr7C), где G - вес трактора, Lr - длина опорной поверхности каждой гусеницы, м; b - ширина звена, м. При углах наклона к опорной поверхности передних и задних ветвей гусениц, не превышающих 2…4°, на мягких сминаемых почвах в передаче нормальных реакций участвуют ведущие и направляющие колеса гусеничного движителя. Поэтому при указанных условиях длину опорной поверхности гусениц считают равной расстоянию между осями ведущих и направляющих колес. На твердых почвах и при движении по укатанным дорогам за длину опорной поверхности гусеницы целесообразнее принимать только ту ее часть, которая образуется суммой звеньев, находящихся в зоне расположения опорных катков. Эту же часть гусеницы следует считать опорной при значительных углах наклона передних и задних ветвей независимо от почвенных условий. Для большинства сельскохозяйственных тракторов среднее значение давления на почву pCp=0,035…0,06 МПа, для болотоходных модификаций, выпускаемых на базе обычных сельскохозяйственных тракторов, pCp=0,02…0,03 МПа, для специальных болотоходных тракторов pCp<0,02 МПа. Для сравнения укажем, что для человека, в процессе движения опирающегося на землю одной ногой, pCp не превышает 0,03 МПа. Согласно результатам исследований, гусеницы передают давление на почву отдельными активно-опорными участками, группирующимися вокруг опорного катка. Если катки расставлены настолько часто, что почти каждое звено гусеницы, лежащее на земле, находится под их непосредственным воздействием, то активно-опорной поверхностью является вся опорная поверхность гусеницы. В связи с этим для спаренных гусеничных движителей важным является сохранение одинаковыми или близкими к одинаковым положения опорных катков на каждой гусенице. А это может быть достигнуто применением общего балансира для опорных катков на разных гусеницах.
Характер распределения и значения давлений под опорной поверхностью гусениц в значительной мере определяют осадку и уплотнение почвы.
Натяжители натяжных роликов расположены на общем кронштейне 14, что позволяет этот кронштейн рассматривать как базовую поверхность для обеспечении одинакового натяжения обеих гусениц.
При движении крутящий момент передается одновременно на оба ведущих колеса, что обеспечивает синхронное перемещение обеих гусениц, которые находятся в одинаковых условиях опирания на опорную поверхность 15 за счет того, что связь каждых двух напротив друг друга расположенных опорных катков осуществлена общим балансиром, размещенным между ними.
Такая конструкция очень технологична, так как создана из штатных одинаковых по конструкции гусеничных движителей, что позволяет не только создавать новый гусеничный движитель для любой гусеничной машины, но и обеспечить ее ремонтопригодность. Возможность усовершенствования любой гусеничной машины с движителями по бортам 16 позволяет создать парк гусеничной техники для использования в тех регионах, которые по несущей способности грунта в регионе или развитых по площади участков не могут быть освоены известными серийно выпускаемыми конструкциями гусеничных машин.
Предлагаемый сдвоенный гусеничный движитель позволяет повысить оперативную и тактическую подвижность гусеничной машины, повысить опорную проходимость, снизить среднее давление на грунт при движении по грунтам с низкой несущей способностью.