Приспособление к колесам для увеличения силы сцепления с грунтом

Полезная модель относится к транспортным средствам, в частности к устройствам для повышения тягово-сцепных свойств колесного движителя, и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства.
Известно устройство противоскольжения для колеса транспортного средства, содержащее ось, стойку, щеку и зацеп (RU 2453445 [1]). Стойка расположена в направляющей втулке, фиксируемой осью и трапецеидальной щекой, на нижнем конце стойки закреплен зацеп, а на верхнем - палец, входящий в паз волнообразной формы сегментного диска, переводящего устройство за счет фиксатора из транспортного положения в рабочее, и наоборот. При работе движителя на почвах с низкой несущей способностью устройство противоскольжения находится в транспортном положении. При этом тяговая способность колеса формируется за счет взаимодействия шины с почвой. В зависимости от величины буксования движителя, поворотом сегментного диска относительно оси колеса и фиксацией его в определенном положении устройством осуществляется перевод зацепа в рабочее положение. Благодаря перемещению пальца по волнообразному пазу диска, увеличивается высота подъема зацепа. Это дает возможность участвовать зацепу устройства в формировании тяговой способности колеса. Недостатком известного устройства является относительная сложность конструкции и необходимость ручного перевода устройства из транспортного положения в рабочее.
Известна конструкция колеса транспортного средства, содержащая грунтозацепы и ось основного колеса с шарнирно закрепленным на ней ободом в виде боковой стенки и кольца с отверстиями под грунтозацепы, а также механизм выдвижения грунтозацепов с ограничителями. Диаметр обода равен диаметру основного колеса, а механизм выдвижения грунтозацепов снабжен автоматическим регулятором и выполнен в виде шарнирно насаженной на ось втулки с закрепленными на ней грунтозацепами, которые имеют криволинейную форму и изготовлены из рессорно-пружинной стали, причем втулка шарнирно соединена с ободом, а между втулкой и осью установлена управляемая муфта сцепления (RU 2511240 [2]). Недостатком известного устройства является то, что оно эффективно работает только при движении транспортного средства в одну сторону. При обратном направлении вращения колеса грунтозацепы оказываются прижатыми к ободу и уже не выполняют свою функцию.
Известно устройство противоскольжения для колеса транспортного средства, содержащее ось, стойку, щеку, зацеп (RU 2453445 [3]). Стойка расположена в направляющей втулке, фиксируемой осью и трапецеидальной щекой, на нижнем конце стойки закреплен зацеп, а на верхнем - палец, входящий в паз волнообразной формы сегментного диска, переводящего устройство за счет фиксатора из транспортного положения в рабочее, и наоборот. При этом тяговая способность колеса формируется за счет взаимодействия шины с почвой. В зависимости от величины буксования движителя, поворотом сегментного диска относительно оси колеса и фиксацией его в определенном положении устройством осуществляется перевод зацепа в рабочее положение. Недостатком известного устройства является необходимость ручного перевода зацепов из транспортного положения в рабочее.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является приспособление к колесам для увеличения силы сцепления с грунтом известное из RU 2504480 [4]. Приспособление содержит закрепленный на полуоси диск, имеющий радиально расположенные направляющие для выдвижных грунтозацепов. Выдвижные грунтозацепы выполнены в виде четырех квадрантов, имеющих зубья по дуге окружности и содержащих каретки, посредством которых через четыре радиально расположенные направляющие связаны с закрепленным на полуоси диском. Для выдвигания грунтозацепов закрепленный на полуоси диск содержит четыре радиально расположенные пневмоцилиндра, бесштоковые полости которых соединяются с пневмосистемой транспортного средства, а штоковые полости снабжены пружинами сжатия.
Недостатком известного приспособления является относительная сложность конструкции, обусловленная наличием силовых цилиндров. Это не только усложняет конструкцию, но эксплуатацию приспособления, поскольку силовые цилиндры расположены в зоне воздействия на них грязи, что отрицательно влияет на надежность устройства.
Заявляемое приспособление к колесам для увеличения силы сцепления с грунтом направлено на упрощение конструкции, эксплуатации и повышение надежности.
Указанный результат достигается тем, что приспособление к колесам для увеличения силы сцепления с грунтом содержит диск и соединенные с ним выдвигаемые грунтозацепы. При этом каждый грунтозацеп снабжен двумя закрепленными на нем на расстоянии друг от друга стержнями, второй конец одного из которых соединен с диском, а второй конец другого жестко соединен с осью установленного на диске вращающегося элемента, при этом все вращающиеся элементы соединены кинематической связью, а один из них снабжен приводом его вращения.
Указанный результат достигается также тем, что вращающиеся элементы выполнены в виде фрикционных дисков, а соединяющая их кинематическая связь в виде ремня.
Указанный результат достигается также тем, что вращающиеся элементы выполнены в виде шестерен, а соединяющая их кинематическая связь в виде цепи.
Указанный результат достигается также тем, что привод вращения вращающегося элемента выполнен в виде электродвигателя, подключаемого к бортовой электросети транспортного средства.
Отличительными признаками заявляемого приспособления являются:
- снабжение каждого грунтозацепа двумя закрепленными на нем на расстоянии друг от друга стержнями, второй конец одного из которых соединен с диском, а второй конец другого жестко соединен с осью установленного на диске вращающегося элемента;
- все вращающиеся элементы соединены кинематической связью, а один из них снабжен приводом его вращения;
- вращающиеся элементы выполнены в виде фрикционных дисков, а соединяющая их кинематическая связь в виде ремня;
- вращающиеся элементы выполнены в виде шестерен, а соединяющая их кинематическая связь в виде цепи;
- привод вращения вращающегося элемента выполнен в виде электродвигателя, подключаемого к бортовой электросети транспортного средства.
Снабжение каждого грунтозацепа двумя закрепленными на нем на расстоянии друг от друга стержнями, второй конец одного из которых соединен с диском, а второй конец другого жестко соединен с осью установленного на диске вращающегося элемента позволяет существенно упростить конструкцию устройства. Действительно, достаточно повернуть вращающийся элемент, как его поворот обеспечит выдвижение грунтозацепа. При этом просто решается и проблема при смене направления движения транспортного средства. Если транспортное средство начинает движение в обратную сторону, то для обеспечения работоспособности приспособления достаточно повернуть вращающийся элемент в другую сторону. А проблема его поворота с изменением направления вращения легко решается за счет использования электродвигателя, подключаемого к бортовой электросети транспортного средства, которая, как известно, вырабатывает постоянный ток и легко обеспечивает реверс двигателя. Соединение всех вращающихся элементов кинематической связью позволяет одновременно и за счет всего одного привода (электродвигателя) обеспечить выдвижение всех грунтозацепов в одну или другую сторону. В частных случаях реализации, в зависимости от задач, решаемых транспортным средством, вращающиеся элементы могут быть выполнены в виде фрикционных дисков, а соединяющая их кинематическая связь в виде ремня, или же вращающиеся элементы выполнены в виде шестерен, а соединяющая их кинематическая связь в виде цепи. Более дешевым и простым представляется вариант с использованием фрикционных элементов, а более надежным - в виде шестерен и цепи.
Сущность заявляемого приспособления поясняется примером его реализации и чертежами, на которых схематично представлено устройство в различных фазах его использования. На фиг. 1 показано приспособление в исходном состоянии. На фиг. 2 и 3 в момент использования в зависимости от вращения колеса и направления движения транспортного средства.
Приспособление к колесам для увеличения силы сцепления с грунтом (Фиг. 1) содержит диск 1 и соединенные с ним выдвигаемые грунтозацепы 2. Каждый грунтозацеп снабжен двумя закрепленными на нем на расстоянии друг от друга стержнями 3 и 4. Второй конец одного стержня 3 соединен с диском 1, а второй конец другого стержня 4 с плоскостью установленного на диске вращающегося элемента 5. Все вращающиеся элементы 5 соединены кинематической связью 6, а один из них снабжен приводом его вращения (на чертеже не показан).
Приспособление к колесам для увеличения силы сцепления с грунтом используется следующим образом. Оно известным образом прикрепляется к ведущему колесу транспортного средства, а электродвигатель подключается к бортовой электросети транспортного средства.
Когда система управления получает информацию о пробуксовке колеса, выдается управляющий сигнал на поворот элемента 5 вокруг оси, закрепленной на диске 1. Посредством кинематической передачи 6 вращение также передается на остальные вращающиеся элементы. Стержень 4, жестко связанный с осью вращающегося элемента 5, начинают движение. Подвижно связанный со стержнем 4 грунтозацеп 2 также начинают движение. Стержень 3, подвижно связанный с диском 1 и грунтозацепом 2, обеспечивает выдвижение грунтозацепа 2, налагая связи на его вращательное движение. Направление вращения элемента 5 влияет на сторону выдвижения грунтозацепа (фиг. 2, 3).