Движитель шнековый
SCREW PROPELLER

Предлагаемое изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в малогабаритных автоматических шнекоходах, предназначенных для исследовательских, изыскательских и им подобных работ.
В настоящее время шнековые движители, аналогичные предлагаемому, известны. К ним относится, в частности, движитель, примененный в шнековом вездеходе ЗИЛ-4904, описанный в «www.kolesa.ru/article/kogda-tonut-tanki_-shnekovyj-vezdehod-zil4904-2014-11-24». Он представляет собой два параллельно расположенных полых цилиндра, каждый из которых охвачен винтовой спиральной лентой. Торцы цилиндров закрыты крышками с осями. Вне цилиндров располагается двигатель, соединенный с раздаточной коробкой. Коробка имеет два выхода, каждый из которых через многодисковую фрикционную муфту кинематически соединен с одним из цилиндров (с осью одной из крышек). При использовании движителя его соединяют с днищем шнекохода с помощью кронштейнов, на которых закрепляются оси цилиндров, двигатели и другие перечисленные выше элементы. Чтобы шнекоход двигался, двигатель запускают и фрикционные муфты включают. Цилиндры начинают вращаться, и шнековый вездеход перемещается. Управляя муфтами, заставляют шнекоход менять направление движения.
Недостатком описанного движителя является, однако, его низкая надежность. Она вызвана тем, то на два движителя приходится один двигатель, а его соединение с цилиндрами выполняется через фрикционные муфты. Муфты при работе проскальзывают и из-за этого подгорают и их требуется часто ремонтировать. Кроме того, проскальзывание муфт происходит по-разному и шнекоход при движении рыскает, а не перемещается прямолинейно. Есть у этого движителя и ещё один недостаток: большие габаритные размеры и масса, обусловленные применением сложной кинематики.
Отмеченные недостатки в значительной степени отсутствуют у шнекового движителя, примененного в снегоболотоходе ЗИЛ-29061 (www.unikteh.ru/2011/shnekohod-shnekorotornyj-vezdehod/) и принятого нами за прототип. В нем движитель представляет собой тоже полый цилиндр, охваченный винтовой спиральной лентой и закрытый с торцевых сторон крышками. Но каждый цилиндр (в ЗИЛ-29061 их два) кинематически связан со своим двигателем. Двигатель так же, как и в предыдущем случае, размещен вне цилиндра, но соединен с осью одной из крышек цилиндра только через понижающий редуктор. Фрикционных муфт в кинематической цепи «двигатель-цилиндр» нет, а потому нет и их проскальзывания. В результате надежность шнекового движителя оказывается выше: он реже выходит из строя и надежнее обеспечивает прямолинейной движение, без рыскания.
Тем не менее, и этот шнековый движитель, примененный в вездеходе ЗИЛ-29061, тоже не всегда достаточно надежен. Это вызвано внешним, по отношению к цилиндру, расположением двигателя и необходимостью применения кинематической связи с понижающим редуктором. Исключив такую связь, надежность шнекового движителя можно повысить. Указанное осуществлено в шнековом движителе, состоящем из полого цилиндра, охваченного винтовой спиральной лентой, и крышек с осями, закрепленных на торцах цилиндра, отличающегося от рассмотренных аналогов тем, что крышки выполнены в виде велосипедных мотор-колес. Патент РФ на полезную модель №161941.
Поскольку в последнем шнековом движителе двигатели без редуктора, а их кинематическая связь с полым цилиндром не требуется (она заменена жесткой связью), то надежность его оказывается выше, чем у прототипа.
Вместе с тем, движитель, защищенный патентом №161941, имеет существенный недостаток. Он имеет намного меньшую массу, чем аналоги, а это в ряде случаев снижает проходимость снегоболотохода с его применением, т.к. с уменьшением массы уменьшается вес движителя и, как следствие, сила сцепления движителя с поверхностью, по которой перемещается снегоболотоход.
При движении машины по снегу этот недостаток может особенно и не проявляться, но при движении по болоту, по поверхности с перемещающимися кочками и заполненными водой впадинами между ними, шнековый движитель может даже пробуксовать.
Проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является устранение отмеченного недостатка, а именно, регулирование веса движителя, что повлечет за собой повышение проходимости снегоболотохода с его применением.
Технически решение сформулированной проблемы обеспечивается за счет того, что шнековый движитель, состоящий из полого цилиндра, охваченного спиральной лентой, и крышек с осями, закрепленных на торцах цилиндра и выполненных в виде велосипедных мотор-колес, отличается от прототипа тем, что он снабжен гидронасосом с первым и вторым присоединительными патрубками, гибким гидропроводом, гидроуплотнением и фильтром, ось одной из крышек выполнена со сквозным продольным отверстием, гидропровод размещен в отверстии с возможностью вращения относительно поверхности последнего, уплотнение установлено между поверхностями отверстия и гидропровода, при этом один конец гидропровода свободно размещен в полости цилиндра, другой конец соединен с первым присоединительным патрубком насоса, а фильтр соединен со вторым его патрубком.
Конструктивная схема предлагаемого движителя приведена на фиг.1. Она включает в себя полый цилиндр 1, охваченный спиральной лентой 2, и крышки 3 и 4 с осями 5 и 6, закрепленные на торцах цилиндра 1 и выполненные в виде велосипедных мотор-колес, гидронасос 7 с первым 8 и вторым 9 присоединительными патрубками, гибкий гидропровод 10, гидроуплотнение 11, например манжетное уплотнение (https://studme.org/188255/tehnika/ uplotneniya_podvizhnyh_soedineniy) и фильтр 12, ось 5 одной из крышек 3 выполнена со сквозным продольным отверстием, гидропровод 10 размещен в отверстии с возможностью вращения относительно поверхности последнего, уплотнение 11 установлено между поверхностями отверстия и гидропровода 10, при этом один конец гидропровода 10 свободно размещен в полости цилиндра 1, другой конец соединен с первым присоединительным патрубком 8 насоса 7, а фильтр 12 соединен со вторым его патрубком 9. Для предотвращения осевого смещения гидропровода 10 с обеих сторон крышки 3 на нем закреплены хомуты 13.
При использовании движителя он, будучи закреплен ещё с одним таким же на днище снегоболотохода, обеспечивает движение машины по снегу или болоту. При движении по заболоченной местности, в случае недостаточного сцепления движителей с поверхностью передвижения, фильтр 12 погружают в водную среду и включают насос 7 на нагнетание. Вода, поступая в полость цилиндра 1, сжимает находящийся в нем воздух и наполняет полость, тем самым увеличивая вес цилиндра 1. Когда проходимость возрастает до достаточной величины, насос 7 выключают и фильтр 12 из водной среды извлекают. Если же вес движителя требуется вернуть в предыдущее состояние, насос 7 включают в обратном направлении, на отсасывание воды из полости цилиндра 1. Под действием ранее сжатого воздуха вода через гидротрубопровод 10, насос 7 и фильтр 12 сливается в окружающее движитель пространство.
Следует отметить, что в связи с герметичностью цилиндра 1, при необходимости в процессе его изготовления в нем может быть создано некоторое избыточное давление, облегчающее слив воды из его полости.
Таким образом, путем периодического включения насоса прямое или обратное вращение, сила веса предлагаемого движителя регулируется, что влечет за собой соответствующий технический результат и повышение проходимости снегоболотохода с его использованием.