ТЕЛЕЖКА ГУСЕНИЧНАЯ СМЕННАЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
INTERCHANGEABLE CATERPILLAR TRUCK FOR VEHICLE

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к приспособлениям, расширяющим тяговый диапазон и повышающим проходимость преимущественно универсально-пропашного трактора при езде по слабонесущим грунтам (пахота, снег) и бездорожью.
Известно устройство по патенту RU 2342278 C1 от 27.12.2008. Ход полугусеничный сменный содержит расположенные параллельно два гусеничных движителя. Каждый гусеничный движитель включает ведущую звездочку, раму с установленными на ней опорными катками, направляющими колесами с механизмом натяжения, охватываемые бесконечной гусеничной, преимущественно резиноармированной, лентой, наружную и внутреннюю траверсы, установленные по обе стороны ведущей звездочки. Внутренняя траверса снабжена роликами, способными вращаться.
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, а именно наличие дополнительных устройств для натяжения гусеницы, множеством опорных катков, что приводит при движении к разрушению почвы (почва, попадая между катком и гусеницей, истирается и претерпевает эрозию). Также амортизирующая система включает большое количество элементов.
Наиболее близким к предложенному является устройство по патенту SU 1604149 A3 от 30.10.1990. В указанном патенте тележка для гусеничного движителя включает опорные колеса, связанные балкой и охваченные гибкой во всех направлениях гусеницей, по крайней мере, один барабан, расположенный над гусеницей между опорными колесами и взаимодействующий с ней так, что гусеница зажимается между опорными колесами и ведущим барабаном.
Недостатком данного технического решения является большой размер опорных колес по сравнению с ведущим барабаном, что увеличивает затраты мощности на их перекатывание по внутренней поверхности гусеницы, что приводит к потерям мощности в движителе в целом и, как следствие, снижению тягового КПД.
Кроме того, компоновка тележки исключает эффект шагания, а при наезде на препятствия снижает скорость движения и плавность хода, а в случае установки натяжного устройства в виде пружины работа последней будет бесполезной, поскольку она не имеет направляющей и будет деформироваться помимо продольной также и в вертикальной плоскости.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в упрощении конструкции, расширении тягового диапазона транспортного средства, преимущественно универсально-пропашного трактора, с получением арочного, шагающего и ротопедного эффекта, а также уменьшение ущерба, причиняемого плодородному слою почвы.
Данная задача достигается за счет того, что тележка гусеничная сменная для транспортного средства, включающая гусеницу, охватывающую закрепленную на ступице или ином элементе крепления ведущего колеса звездочку, передний и задний опорно-натяжные катки, которые посредством переднего и заднего балансиров соединены с пружиной и связаны шарнирно с балансирной балкой. Балансирная балка выполнена с направляющей для пружины, и ось ее качания крепится посредством коромысла к рукаву трактора. Опорно-натяжные катки выполнены с возможностью перемещения в продольно-вертикальной плоскости и регулирования угла их наклона к балансирной балке при помощи винтов-упоров переднего и заднего балансиров. Радиус опорно-натяжных катков меньше радиуса звездочки. Коромысло выполнено с продольными пазами для регулирования ширины колеи трактора. Винты-упоры заднего и переднего балансиров выполнены с возможностью изменения их длины. Направляющая для пружины выполнена в форме цилиндра и жестко соединена с балансирной балкой.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг.1 - общий вид универсально-пропашного трактора с тележкой гусеничной сменной;
фиг.2 - вид А на фиг.1;
фиг.3 - арочный эффект;
фиг.4 - лобовое столкновение с выступом при шагающем эффекте;
фиг.5 - расстилание звеньев гусеницы на выступ при шагающем эффекте;
фиг.6 - «перешагивание» через выступ при шагающем эффекте;
фиг.7 - ротопедный эффект;
фиг.8 - вид Б на фиг.2;
фиг.9 - выносной элемент В на фиг.1.
Тележка гусеничная сменная для транспортного средства содержит гусеницу 1, охватывающую закрепленную на ступице или ином элементе крепления ведущего колеса звездочку 2, сдвоенные передний 3 и задний 4 опорно-натяжные катки, которые посредством переднего 5 и заднего 6 балансиров соединены с пружиной 7 и связаны шарнирно с балансирной балкой 8. Балансирная балка 8 выполнена с направляющей для пружины 9, и ось ее качания 10 крепится посредством коромысла 11 к рукаву трактора 12. Опорно-натяжные катки 3 и 4 выполнены с возможностью перемещения в продольно-вертикальной плоскости и регулирования угла их наклона к балансирной балке 8 при помощи винта-упора 13 переднего и винта-упора 14 заднего балансиров. Радиус опорно-натяжных катков 3 и 4 меньше радиуса звездочки 2. Коромысло 11 выполнено с продольными пазами 15 для регулирования ширины колеи трактора. Винт-упор 13 заднего и винт-упор 14 переднего балансиров выполнены с возможностью изменения их длины. Направляющая для пружины 16 выполнена в форме цилиндра и жестко соединена с балансирной балкой 8. Балансирная балка 8 расположена между сдвоенными опорно-натяжными катками 3 и 4 в одной плоскости со звездочкой 2.
Благодаря тому, что коромысло 11 выполнено с продольными пазами 15 сохраняется универсальность пропашного трактора, а именно вписываемость его в междурядья культур.
Благодаря тому, что винт-упор 13 заднего и винт-упор 14 переднего балансиров выполнены с возможностью изменения их длины посредством контргайки 17 и подвижной части 18 винта-упора становится возможным изменять угол наклона переднего опорно-натяжного катка 3 и заднего опорно-натяжного катка 4 к балансирной балке 8, а следовательно, и угол обхвата катка гусеницей, что исключает «бульдозерный эффект» (нагребание слоя почвы перед гусеницей) соответственно при переднем или заднем ходе трактора.
Благодаря тому, что опорно-натяжные катки 3 и 4 выполнены с возможностью перемещения в продольно-вертикальной плоскости, возможна реализация шагающего эффекта.
Благодаря тому, что балансирная балка 8 расположена между сдвоенными опорно-натяжными катками 3 и 4 в одной плоскости со звездочкой 2, давление на опорную поверхность располагается равномерно не только по длине гусеницы, но и по ее ширине, что увеличивает продольную силу тяги и коэффициент сцепления.
Благодаря тому, что направляющая для пружины 16 выполнена в форме цилиндра и жестко соединена с балансирной балкой 8, пружина 7 не претерпевает деформаций в вертикальной плоскости, а деформируется лишь в горизонтальной, что увеличивает ее эффективность растяжения-сжатия как при горизонтальном положении балансирной балки 8, так и при ее повороте вокруг оси качания 10, а также улучшает амортизацию конструкции.
Работает тележка гусеничная сменная для транспортного средства следующим образом.
Вместо каждого ведущего колеса транспортного средства посредством простейших инструментов (домкрат, гаечные ключи) устанавливается тележка гусеничная сменная (фиг.1).
Зубья звездочки 2 входят в зацепление с гнездами в гусенице 1, при вращательном движении звездочки 2 они тянут гусеницу 1, приводя в движение трактор. Сдвоенные передний 3 и задний 4 опорно-натяжные катки поворачиваются вокруг своих осей вместе со звеньями гусеницы 1. Натяжение гусеницы 1 постоянно и обеспечивается массой трактора, передаваемой через опорно-натяжные катки 3 и 4.
При езде по деформируемой почве или неровностям в тележке наблюдается арочный эффект - происходит незначительное перемещение против хода движения переднего балансира 5, винта-упора переднего балансира 13, сжатие пружины 7, а также перемещение по ходу движения заднего балансира 6, винта-упора заднего балансира 14 и сжатие пружины 7. Поверхностный слой или неровность оказываются охваченными натянутой гусеницей, прогнувшейся на высоту осадки опорно-натяжных катков в почву или на высоту неровности (фиг.3). Тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики, увеличивается скорость перемещения трактора по неровной поверхности без вибраций, снижается буксование, а при трогании с места поверхностный слой почвы срезается по всей длине гусеницы, что исключает «эффект поезда», который присущ классическим гусеничным движителям (когда звенья поочередно начинают движение, что требует повышенных затрат энергии) и снижает разрушительное бездействие на плодородный слой почвы.
При лобовом столкновении с выступом (фиг.4), высота которого равна радиусу опорно-натяжного катка или незначительно больше его, в тележке наблюдается шагающий эффект - сначала передний опорно-натяжной каток 3 останавливается, затем перемещается против хода движения в продольно-вертикальной плоскости, поворачивая балансирную балку 8 передним балансиром 5, винт-упор 13 которого сжимает пружину 7. При этом звездочка 2 продолжает вращать гусеницу 1, которая, не теряя своего натяжения, одновременно расстилает звенья гусеницы 1 на выступ (фиг.5). «Опрокинуться» тележке не позволяет жесткое крепление коромысла 11 к рукаву трактора 12. В следующий момент пружина 7 выталкивает винтом-упором 13 передний опорно-натяжной каток 5 на разосланные звенья и тележка «перешагивает» через выступ (фиг.6).
При движении по ровной поверхности в тележке наблюдается ротопедный эффект (фиг.7) - передний балансир 5 отклоняется на максимальный угол α от вертикали под действием возрастающей силы натяжения гусеницы 1 и толкает передний опорно-натяжной 3 каток в направлении движению, увеличивая тем самым пятно контакта и силу тяги.
Использование предлагаемого технического решения позволит упростить конструкцию, расширить тяговый диапазон транспортного средства, преимущественно универсально-пропашного трактора, с получением арочного, шагающего и ротопедного эффекта, а также уменьшить ущерб, причиняемый плодородному слою почвы.