ШАРНИР ГУСЕНИЧНОЙ ЦЕПИ
BEARING OF CATERPILLAR TRACK

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в конструкциях быстроходных гусеничных машин, в т.ч. военного назначения.
Известна конструкция резино-тросовой гусеницы снегохода по патенту US 5058963 A. Особенностью конструкции этой гусеницы является завулканизированный в резиновое полотно трос, который обеспечивает продольную жесткость гусеничной ленты и ее гибкость. Достоинством гусеницы является относительная простота конструкции. Недостатками гусеницы являются: низкая продольная жесткость гусеницы и незащищенность резинового полотна от разрушающего действия дороги. Эксплуатационная вытяжка тросовой арматуры ведет к изменению шага гусеницы и, как следствие, к ускоренному износу элементов зацепления с ведущими колесами. Этот недостаток ограничивает применение гусеницы, в основном, на тихоходных машинах специального назначения.
Известна конструкция резино-металлического шарнира (РМШ) гусеницы БМП-2 (Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Э675-сб3 Т01, часть вторая, г.Курган, п/я В-8402). Достоинствами гусеницы БМП-2 являются: высокий КПД шарнира и его долговечность при эксплуатации машины в различных дорожных условиях. Недостатком РМШ является его упругая деформация под нагрузкой, что ведет к продольной вытяжке гусеницы. Для устранения этого недостатка, который является причиной схода опорных катков с гусеницы, повышают уровень предварительного натяжения гусениц до значительной величины (10-15% от веса машины). Повышение предварительного натяжения гусениц нагружает, дополнительно к эксплуатационным нагрузкам, все элементы ходовой части, снижая долговечность и КПД ходовой системы в целом.
Конструкция РМШ гусеницы БМП-2 наиболее близка по технической сущности к заявляемому техническому решению и выбрана в качестве прототипа.
Целью изобретения является повышение характеристики жесткости резино-металлического шарнира гусеничной цепи. Поставленная цель достигается тем, что шарнир включает резиновую облицовку и привулканизированную внутри облицовки силовую арматуру. Соединительные пальцы арматуры жестко связаны между собой посредством стальных пластин из пружинной стали. При этом концы пластин размещены в пазовых отверстиях пальцев и закреплены в них посредством штифтов с концевыми заглушками. Заглушки выполнены в виде цилиндрических втулок из пластичной стали и запрессованы в цилиндрические углубления пальцев усилием, превышающим предел текучести материала заглушки. Для повышения нагрузочной способности и надежности закрепления пластин в пальцах на цилиндрических поверхностях концов штифтов и углублений в пальцах, контактирующих с заглушками, выполнены кольцевые углубления, заполняемые материалом заглушек при их запрессовке.
Такое исполнение конструкции шарнира представляет гибкую шарнирную связь (ГШС), соединяющую отдельные опорные стальные звенья (траки) в гусеничной ленте. Высокая продольная жесткость ГШС обусловлена жесткостью силовой стальной арматуры и жестким закреплением соединительных пальцев арматуры на траках. Уровень предварительного натяжения гусениц с ГШС в 2,5-3 раза меньше, по сравнению с гусеницами с РМШ. Это позволяет существенно уменьшить нагрузки, действующие на элементы ходовой части машины, и, как следствие, повысить надежность и долговечность ходовой части. Уменьшение степени деформации резиновой облицовки ГШС по сравнению с резиновыми кольцами РМШ (изгиб облицовки в ГШС и скручивание колец в РМШ) позволяет уменьшить гистерезисные потери в шарнире и повысить на 10% КПД гусеницы.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный шарнир гусеничной цепи включает резиновую облицовку и привулканизированную внутри облицовки силовую арматуру, выполненную в виде соединительных пальцев, связанных жестко стальными пластинами из пружинной стали. Предлагаемый шарнир отличается тем, что концы пластин, размещенные в пазовых отверстиях пальцев, закреплены в них посредством штифтов с концевыми заглушками, выполненными в виде цилиндрических втулок из пластичной стали и запрессованных в цилиндрические углубления пальцев усилием, превышающим предел текучести материала втулки. На цилиндрических поверхностях штифтов и углублениях в пальцах, контактирующих с заглушками, выполнены кольцевые углубления, заполняемые материалом заглушек при их запрессовке.
Сравнение заявленного технического решения с другими аналогами не позволяет выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа и дающие указанный выше технический результат.
Изобретение поясняется чертежом, где показаны: на фиг.1 - схема фрагмента ходовой части, включающая гусеницу с ГШС; на фиг.2 - схема силовой арматуры шарнира; на фиг.3 - сечение силовой арматуры.
Гибкий шарнир 1 (фиг.1) закреплен посредством соединительных пальцев 2 и серег 3 с направляющими гребнями на стальных звеньях (траках) 4. Жесткость закрепления ГШС обеспечивается затяжкой болтов 5 в резьбовых отверстиях траков 4. Стальные пластины из упругой стали 6 закреплены жестко в пазовых отверстиях соединительных пальцев 2 (как показано на фиг.3). На цилиндрических поверхностях концов штифтов 7 и углублений в пальцах 2 выполнены кольцевые углубления 8, заполняемые материалом заглушек 9 при их запрессовке. Силовая арматура, включающая соединительные пальцы 2 и гибкие стальные пластины из пружинной стали 6, привулканизирована внутри резиновой облицовки 10 (как условно показано на фиг.3, на фиг.2 облицовка не изображена).
Гусеницы с предлагаемым шарниром имеют высокую продольную жесткость. Стабильность шагового размера гусеницы с ГШС обеспечивает высокий ресурс работы зацепления гусеницы с ведущими колесами, а отсутствие удлинения гусеницы под нагрузкой уменьшает вероятность появления отказов ходовой части, связанных со сходом опорных катков с гусеницы. Предварительное натяжение гусениц с ГШС, достаточное на уровне гусениц с простым шарниром, в 2,5-3 раза ниже, чем у гусениц с РМШ. Это снижает нагруженность узлов ходовой части и, как следствие, повышает надежность и долговечность не только гусеницы, но и всей ходовой части. Надежное, на уровне заклепочных соединений, закрепление силовых пластин в соединительных пальцах гарантирует безотказную работу шарнира. Уменьшение степени деформации резины в ГШС, по сравнению с РМШ, позволяет уменьшить гистерезисные потери резино-металлического шарнира и повысить КПД гусеницы.