Шнековый движитель
SCREW MOVER

Изобретение относится к внедорожной транспортной технике, а также может быть использовано при проведении строительных работ и в сельском хозяйстве.
Известны шнековые движители, содержащие шнек, выполненный в виде полого цилиндра с винтовыми гребнями на наружной поверхности, подшипниковые опоры по торцам шнека и приводной механизм вращения шнека (патент RU №2498922), которые будучи установлены на внедорожные транспортные средства, весьма эффективны при использовании на снегу, на воде и на болотистой местности. Однако они совершенно непригодны для передвижения по твердому грунту вследствие большого сопротивления движению (высокое трение) и интенсивного износа винтовых гребней шнека.
Целью изобретения является снижение сопротивления движению шнекового движителя и уменьшение износа винтовых гребней шнека.
Технический результат достигается тем, что на шнек устанавливаются вибровозбудители механических колебаний (далее ВМК) с суммарным вектором возмущающей силы, расположенным в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шнека, и наклоненным относительно этой оси на 15÷75 градусов в направлении движения шнекового движителя. При этом подшипниковые опоры на торцах шнека обеспечивают возможность его свободного продольного перемещения относительно приводного механизма вращения шнека. Для передачи тягового усилия, создаваемого вибровозбудителями механических колебаний от шнека на кузов машины, шнек соединяется с подшипниковыми опорами на его торцах упругой связью, ограничивающей его продольное перемещение. С целью обеспечения прерывистого вращения шнека между ним и приводным механизмом вращения шнека установлен упругий демпфирующий элемент. При использовании нескольких ВМК один из них может быть установлен внутри шнека, а расположенные снаружи - имеют возможность изменять направление вектора возмущающей силы в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шнека. Снаружи шнека могут устанавливаться как линейные, так и дебалансные ВМК.
На чертеже изображен шнековый движитель, вид сбоку.
Шнековый движитель содержит шнек 1, выполненный в виде полого цилиндра с винтовыми гребнями на наружной поверхности, с подшипниковыми опорами 2 на продольных осях по торцам шнека 1. Для вращения шнека 1 используется приводной механизм, включающий в себя двигатель 3 с трансмиссией 4 (вар. цепная передача). К торцам шнека 1 присоединяется рама 5 с обеспечением возможности свободного вращения шнека 1. На раму 5 устанавливаются дебалансные (вар.) ВМК 6, с возможностью изменения направления вектора возмущающей силы в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шнека 1. Подшипниковые опоры 2, установленные на продольных осях по торцам шнека 1, крепятся к кузову машины 7 и допускают возможность свободного продольного перемещения шнека 1 относительно кузова машины 7 с установленным в нем приводным механизмом. Шнек 1, через посредство рамы 5 и подшипниковые опоры 2, соединяется с кузовом машины 7 упругой связью 8. Между выходным звеном трансмиссии 4 и шнеком 1 устанавливается упругий демпфирующий элемент 9.
Шнековый движитель работает следующим образом.
В период, когда суммарный вектор возмущающей силы ВМК отклонен вниз относительно продольной оси шнека 1, последний, прижатый к грунту весом машины и вертикальной составляющей суммарного вектора возмущающей силы ВМК, - неподвижен и приводной механизм в режиме непрерывного вращения накапливает энергию в демпфирующем элементе 9. При переходе суммарного вектора возмущающей силы ВМК в верхнее положение относительно продольной оси шнека 1 происходит постепенное уменьшение вертикальной нагрузки на шнек 1 вплоть до полного отрыва его опорной поверхности от грунта и тогда шнек 1 приходит в движение. Под действием горизонтальной составляющей суммарного вектора возмущающей силы ВМК происходит поступательное перемещение шнека 1 как относительно грунта, так и относительно кузова машины 7. Одновременно с этим двигатель 3 через трансмиссию 4 совместно с демпфером 9 приводят шнек 1 во вращение, сохраняя при этом винтовые гребни на его наружной поверхности в постоянном сцеплении с грунтом. В процессе поступательного перемещения шнека 1 относительно кузова машины 7 происходит натяжение продольного упругого элемента 8, которым они соединяются посредством рамы 5, которое и обеспечивает поступательное перемещение кузова машины 7 относительно неподвижного шнека. Как вращательное, так и поступательное движения шнека 1 прерывистые, тогда как кузов машины 7 движется непрерывно и с почти постоянной скоростью.
Предлагаемый шнековый движитель благодаря своей способности работать на грунте может использоваться не только на внедорожной транспортной технике, но и заменить гусеничный движитель на различной строительной технике (напр. бульдозерах), а также на сельскохозяйственных пахотных тракторах как более простой, дешевый и долговечный.