Гусеничный привод

Предлагаемая полезная модель касается ходовой части транспортных средств на гусеничном ходу, а именно гусеничного привода, который может быть использован в качестве ходовой части, например, для мотоблока или мотокультиватора.
Известно гусеничное модульное устройство (RU 171246 U9, кл. B62D 55/08, опубл. 25.05.2017 г.), которое содержит ведущее колесо, соединенное с осью транспортного средства, бесконечную гибкую резиновую гусеницу с главной внутренней поверхностью и выступающими из нее отстоящими звеньями, при этом гусеница проходит вокруг колес и приводится в движение за счет ее зацепления с ведущим колесом. Устройство также содержит четыре пары направляющих роликов, установленных на раме, при этом рама изготовлена из нескольких металлических квадратных труб, соединенных между собой, а направляющие ролики располагаются на раме в два ряда таким образом, что три пары роликов находятся на одной части рамы друг за другом, а четвертая на другой, возвышающейся над первой. При этом гусеничное модульное устройство может быть выполнено с левосторонней или с правосторонней рамой. Сборка конструкции производится обычными гаечными ключами без специальных инструментов и приспособлений, замену колес осуществляют и крепление всей конструкции в течение 1 минуты тремя болтами, что обеспечивает простоту конструкции, легкость ее изготовления и эксплуатации.
Недостатком устройства по прототипу является прямоугольной конструкции рамы, которая требует использования избыточного количества металла, что приводит к утяжелению конструкции, к ухудшению проходимости по снегу и пересеченной местности со сложным рельефом, к быстрому износу ведущей звездочки. Кроме этого, недостаточное количество опорных роликов и отсутствие устройства для натяжения гусеницы ухудшает тягово-сцепные свойства устройства по прототипу и снижает срок его эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемой полезной модели является гусеничное модульное устройство, защищенное патентом RU 181789 U1, кл. B62D 55/08, опубл. 26.07.2018 г., принятое за ближайший аналог (прототип).
Устройство по прототипу включает раму, выполненную из труб, соединенных между собой. На горизонтальной части рамы установлены опорные ролики. На частях рамы, приподнятых над ее горизонтальной частью, установлены натяжные ролики. На вертикальной части рамы установлено ведущее колесо. Гибкая гусеница установлена вокруг рамы с возможностью взаимодействия с опорными роликами, с натяжными роликами и с ведущим колесом. Вертикальная часть рамы выполнена в виде треугольника, в вершине которого установлен уголок для узла крепления ведущего колеса. Ведущее колесо выполнено из капролона. Дополнительно устройство содержит натяжной узел, включающий трубу натяжного узла, установленную в трубе одной из частей рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью, с возможностью перемещения в ней, уголки с отверстиями, один из которых закреплен на трубе приподнятой части рамы, а второй на трубе натяжного узла, шпильку, установленную в отверстиях уголков, стопорную и натяжную гайки. Соединение горизонтальной части рамы с приподнятыми частями под углом спереди и сзади способствует повышению проходимости гусеничного привода по снегу и пересеченной местности со сложным рельефом, выполнение вертикальной части рамы в виде треугольника обеспечивает снижение веса конструкции. Выполнение ведущего колеса из капролона - конструкционного полимера, имеющего хорошие антифрикционные свойства, высокую износостойкость и морозоустойчивость, исключает его коррозию, также снижает вес конструкции, что способствует увеличению срока эксплуатации гусеничного привода в целом. Кроме этого, конструктивное выполнение вертикальной части рамы, ведущего колеса и наличие натяжного узла обеспечивают улучшение тягово-сцепных свойств предлагаемого устройства. Выполнение ведущего колеса диаметром по наружной части 101-477 мм с количеством зубьев 10-30 штук, выполненных с шагом 31,44-49,85 мм обеспечивает оптимальную скорость движения мотоблока или мотокультиватора 4-20 км/ч. Кроме этого, выполнение зубьев ведущего колеса сложной формы, при которой нижняя часть зубьев выполнена округлой формы радиусом 25-35 мм и сопряжена с верхней трапециевидной частью шириной по наружной поверхности 0-11 мм, обеспечивает лучшее зацепление и взаимодействие ведущего колеса со звеньями гусеницы.
Недостатком устройства по прототипу являются недостаточные тягово-сцепные свойства и грузоподъемность, невозможность использования на тяжелых агрегатах за счет малого количества опорных катков, взаимодействующих с поверхностью гусеницы. Кроме этого, выполнение ведущего колеса из капролона натурального снижает срок эксплуатации устройства вследствие низкой ударопрочности, особенно при низких температурах, высокого коэффициента влагопоглощения, отсутствия самосмазывающегося свойства, низкого коэффициент трения.
В задачу полезной модели положено усовершенствование гусеничного привода.
Техническим результатом от использования предлагаемой полезной модели является улучшение тягово-сцепных свойств устройства, увеличение срока его эксплуатации, увеличение грузоподъемности и возможность установки на тяжелые агрегаты.
Поставленная задача достигается тем, что в гусеничном приводе, включающем раму, выполненную из труб, соединенных между собой, содержащую горизонтальную часть, на которой с двух сторон попарно установлены опорные ролики, часть рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью, на которой с двух сторон попарно установлены натяжные ролики, вертикальную часть рамы, выполненную в виде треугольника, на которой установлено ведущее колесо, гибкую гусеницу, установленную вокруг рамы с возможностью взаимодействия с опорными роликами, с натяжными роликами и с ведущим колесом, натяжной узел, причем в вершине вертикальной части рамы установлен уголок для узла крепления ведущего колеса, на горизонтальной части рамы установлено четыре пары опорных роликов, на приподнятой части рамы установлена пара натяжных роликов, ведущее колесо выполнено из маслонаполненного капролона; рама выполнена из труб размером 50×30 мм; горизонтальная часть рамы соединена с частью рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью сваркой под углом 10-55; опорные и натяжные ролики выполнены из катков, использующихся в конструкции снегохода «Буран»; ведущее колесо выполнено диаметром по наружной части 357 мм с количеством зубьев 21 штука, выполненных с шагом 50 мм; зубья ведущего колеса выполнены сложной формы, нижняя часть зубьев выполнена округлой формы радиусом 25 мм и сопряжена с верхней трапециевидной частью шириной по наружной поверхности 8 мм; натяжной узел содержит трубу натяжного узла, установленную в трубе части рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью, с возможностью перемещения в ней, уголки с отверстиями, один из которых закреплен на трубе приподнятой части рамы, а второй на трубе натяжного узла, шпильку, установленную в отверстиях уголков, стопорную гайку и натяжную гайку; узел крепления ведущего колеса содержит втулку с фланцем, приваренную к уголку, установленному в вершине вертикальной части рамы, внутри которой установлены и закреплены подшипники качения на валу, при этом фланец также установлен на валу и соединен с ведущим колесом с помощью элементов крепления.
На фиг. 1 представлен общий вид гусеничного привода.
На фиг. 2 представлен объемный вид гусеничного привода.
На фиг. 3 представлен вид сзади гусеничного привода.
Конструктивно гусеничный привод на фиг. 1-3 содержит:
1 - горизонтальную часть рамы,
2 - часть рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью,
3 - вертикальную часть рамы,
4 - опорные ролики,
5 - натяжные ролики,
6 - ведущее колесо,
7 - гусеницу,
8 - уголок для узла крепления ведущего колеса,
9 - трубу натяжного узла,
10 - уголки с отверстиями,
11 - шпильку,
12 - натяжную гайку,
13 - стопорную гайку,
14 - втулку,
15 - фланец,
16 - подшипники качения,
17 - вал,
18 - элементы крепления.
Рама гусеничного привода выполнена из труб, соединенных между собой.
Рама содержит горизонтальную часть 1, часть рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью 2, вертикальную часть рамы 3.
На горизонтальной части рамы 1 установлены опорные ролики 4. На приподнятой части рамы 2 установлен натяжной ролик 5.
На части рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью 2, установлен натяжной ролик 5.
На вертикальной части рамы 3 установлено ведущее колесо 6.
Вертикальная часть рамы 3 выполнена в виде треугольника, в вершине которого установлен уголок 8 для узла крепления ведущего колеса 6.
Гусеница 7 установлена вокруг рамы с возможностью взаимодействия с опорными роликами 4, натяжным роликом 5 и с ведущим колесом 6.
На горизонтальной части рамы 1 установлено четыре пары опорных роликов 4, на приподнятой части рамы 2 установлена одна пара натяжных роликов 5.
Ведущее колесо 6 выполнено из маслонаполненного капролона.
Рама выполнена, например, из труб размером 50×30 мм.
Горизонтальная часть рамы 1 соединена с частью рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью 2, например, сваркой под углом 10-55°.
Опорные 4 и натяжные ролики 5 выполнены, например, из катков, использующихся в конструкции снегохода «Буран».
Ведущее колесо 6 выполнено, например, диаметром по наружной части 357 мм с количеством зубьев 21 штука, выполненных с шагом 50 мм.
Зубья ведущего колеса 6 выполнены сложной формы, нижняя часть зубьев выполнена округлой формы радиусом 25 мм и сопряжена с верхней трапециевидной частью шириной по наружной поверхности 8 мм.
Натяжной узел содержит трубу натяжного узла 9, установленную в трубе части рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью 2, с возможностью перемещения в ней, уголки с отверстиями 10, один из которых закреплен на трубе приподнятой части рамы 2, а второй на трубе натяжного узла 9, шпильку 11, установленную в отверстиях уголков 10, стопорную гайку 12 и натяжную гайку 13.
Узел крепления ведущего колеса 6 содержит втулку 14 с фланцем 15, приваренную к уголку 8, установленному в вершине вертикальной части рамы 3, внутри которой установлены и закреплены подшипники качения 16 на валу 17, при этом фланец 15 также установлен на валу 17 и соединен с ведущим колесом 6 с помощью элементов крепления 18.
Устройство содержит, также, натяжной узел, включающий трубу 9, установленную в трубе части рамы, приподнятой над горизонтальной частью рамы 2, с возможностью перемещения в ней, уголки с отверстиями 10, один из которых закреплен на трубе части рамы, выполненной под углом к ее горизонтальной части, 2, а второй - на трубе натяжного узла 9, шпильку 11, установленную в отверстиях уголков 10, натяжную 12 и стопорную гайку 13.
Рама выполнена, например, из труб размером 50×30 мм.
Горизонтальная часть рамы 1 и часть рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью 2, соединены друг с другом, например, сваркой, спереди - под углом 10-55°.
Опорные ролики 4 и натяжной ролик 5 выполнены, например, из катков, использующихся в конструкции снегохода «Буран».
Узел крепления ведущего колеса 6 содержит втулку 14 с фланцем 15, приваренную к уголку для узла крепления ведущего колеса 8, внутри которой установлены и закреплены подшипники качения 16 на валу 17. При этом фланец 15 также установлен на валу 17 и соединен с ведущим колесом 6 с помощью элементов крепления 18.
Ведущее колесо выполнено, диаметром по наружной части 357 мм с количеством зубьев 21 штука, выполненных с шагом 50 мм.
Зубья ведущего колеса 6 выполнены сложной формы, нижняя часть зубьев выполнена округлой формы радиусом 25 мм и сопряжена с верхней трапециевидной частью шириной по наружной поверхности 8 мм.
Сборку предлагаемого устройства осуществляют следующим образом.
Из труб 50×30 мм изготавливают части рамы 1, 2, 3 и соединяют их между собой сваркой. При этом горизонтальную часть рамы 1 соединяют с частью рамы, приподнятой над ее горизонтальной частью 2, спереди под углом 10-55°. Вертикальную часть рамы 3 выполняют из двух труб, сваренных между собой под углом 70-120°, затем соединяют их сваркой с горизонтальной частью рамы 1 с образованием замкнутого контура в виде треугольника.
На горизонтальную часть 1 устанавливают четыре пары опорных роликов 4, на часть рамы, приподнятой над горизонтальной частью 2, устанавливают одну пару натяжных роликов 5. В качестве опорных 4 и натяжных роликов 5 преимущественно используют катки для снегохода «Буран».
Изготавливают ведущее колесо 6 из маслонаполненного капролона, например, диаметром по наружной части 357 мм с количеством зубьев 21 штука, выполненных с шагом 50 мм.
К уголку 8 для узла крепления ведущего колеса 6, установленному в вершине вертикальной части рамы 3, приваривают втулку 14. Во втулку 14 устанавливают подшипники качения 16, в которые вставляют вал 17, на него же устанавливают фланец 15. На фланец 15 устанавливают ведущее колесо 6 и закрепляют с помощью элементов крепления 18.
На собранную конструкцию надевают гусеницу 7. Преимущественно используют гусеницу для внедорожной техники «Муравей».
Натяжение гусеницы 7 осуществляют путем вращения натяжной гайки 12 на шпильке 11. При этом расстояние между уголками 10, в отверстиях которой установлена шпилька 11, увеличивается и труба натяжного узла 9 выдвигается. При достижении необходимой натяжки осуществляют закрепление шпильки 11 стопорной гайкой 13.
Разборку устройства осуществляют в обратной последовательности.
Два гусеничных привода закрепляют с двух сторон на валу редуктора мотоблока или мотокультиватора, минитрактора.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При вращении выходного вала редуктора мотоблока, мотокультиватора, минитрактора и создании им крутящего момента вал 17, установленный в подшипниках качения 16, начинает вращаться. Далее вращение передается через фланец 15, установленный на валу 17 и соединенный с ведущим колесом 6, на ведущее колесо 6. При этом верхняя часть зубьев ведущего колеса 6 в верхней части конструкции выходит сквозь отверстия гусеницы 7, обеспечивая поступательное зацепление со звеньями гусеницы 7 и их перемещение по опорным роликам 4, натяжным роликам 5 и ведущему колесу 6. Мотоблок, мотокультиватор, минитрактор на гусеничном приводе начинает движение.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает улучшение тягово-сцепных свойств устройства, увеличение срока его эксплуатации, увеличение грузоподъемности и возможность установки на тяжелые агрегаты за счет наличия дополнительной пары опорных роликов 4 на горизонтальной части рамы 1, вследствие чего между ними уменьшается расстояние и увеличивается площадь опоры, что исключает провисание гусеницы и создает возможностью распределения большего веса. Также, указанный результат обеспечивает использование в устройстве ведущей шестерни, выполненной из материала с улучшенными свойствами и характеристиками - из маслонаполненного капролона - конструкционного полимера, имеющего высокую механическую прочность, жесткость и твердость, высокую ударопрочность при низких температурах, отличные свойства скольжения и износостойкость.
Сравнение характеристик, механических свойств, термических характеристик материалов, из которых изготовлено ведущее колесо в предлагаемой полезной модели и в устройстве по прототипу представлено в таблице 1.
По сравнению с материалом - капролоном натуральным, из которого изготовлено ведущее колесо в устройстве по прототипу, маслонаполненный капролон (ТУ 2224-001-78534599-2006) содержит добавки, которые обеспечивают непрерывное самосмазывание механизмов, тем самым уменьшая затраты на обслуживание, улучшая эффективность, бесшумность и увеличивая ресурс работы изделия.
Также, выполнение ведущего колеса 6 диаметром по наружной части 357 мм с количеством зубьев 21 штук, выполненных с шагом 50 мм, обеспечивает оптимальную скорость движения мотоблока, мотокультиватора, минитрактора 4-20 км/ч. Кроме этого, выполнение зубьев ведущего колеса сложной формы, при которой нижняя часть зубьев выполнена округлой формы радиусом 25 мм и сопряжена с верхней трапециевидной частью шириной по наружной поверхности 8 мм, обеспечивает лучшее зацепление и взаимодействие ведущего колеса со звеньями гусеницы.