Опорно-поворотный узел боевой машины
SLEWING BEARING OF COMBAT VEHICLE

Изобретение относится к военной технике, к башенным опорам с приводами горизонтального наведения объектов бронетанковой техники.
Опорно-поворотный узел состоит из шариковой или роликовой опоры и механизма поворота башни с люфтовыбирающим устройством. Наибольшее распространение на современных танках и боевых машинах пехоты получили шариковые опоры с касанием шарика и беговых дорожек тороидальной формы подвижного и неподвижного погонов в двух точках. Данное решение реализуется в шариковых опорах танков Т-54, ПТ-76, Т-34 с охватывающим подвижным погоном и в опорах T-VI, М46, ИС-3 с охватывающим неподвижным погоном (Буров С.С. Конструкция и расчет танков. Москва, 1973 г.). Такая опора обладает высокой прочностью благодаря равномерному распределению любых нагрузок, за счет большого количества шариков, обеспечивая надежное удержание башни от срыва.
Основными недостатками таких опорно-поворотных узлов танков являются повышенный износ и большая масса.
Указанные недостатки частично устранены в опорно-поворотном узле башни боевой машины пехоты БМП-2 (Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 1 Москва. Военное издательство, 1987 г.), выбранном нами в качестве прототипа.
Опорно-поворотный узел боевой машины содержит шариковую опору и механизм поворота башни с люфтовыбирающим устройством. Шариковая опора представляет собой верхний подвижный и нижний неподвижный погоны, выполненные из алюминиевого сплава. Между беговыми дорожками погонов уложены шары. Верхний погон крепится к опорному листу башни, нижний - к подбашенному листу корпуса. На нижнем погоне нарезан зубчатый венец, с которым входит в зацепление выходная шестерня поворотного механизма башни. Механизм поворота башни представляет собой редуктор с электрическим и ручным приводами с люфтовыбирающим устройством. Механизм поворота башни установлен шарнирно на кронштейне, закрепленном на верхнем погоне и через люфтовыбирающее устройство с помощью выходной шестерни соединен с зубчатым венцом нижнего погона.
Люфтовыбирающее устройство обеспечивает беззазорное зацепление выходной шестерни поворотного механизма с зубчатым венцом нижнего погона. Люфтовыбирающее устройство состоит из тяги с гайкой, втулки, регулировочных прокладок и набора тарельчатых пружин.
Недостатками устройства являются:
- ненадежное зацепление выходной шестерни с зубчатым венцом погона из-за ограничения усилия пружины, так как увеличение усилия пружины для обеспечения надежного зацепления приводит к повышенному износу алюминиевого венца нижнего погона;
- повреждение зубьев венца погона при резких остановках, резких изменениях направления вращения башни (перебросах);
- соударение элементов одной из тарельчатых пружин из-за последовательной их установки, что уменьшает надежность работы устройства.
Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение веса боевой машины, повышение надежности работы и улучшение ее боевых характеристик.
Поставленная задача решается опорно-поворотным узлом боевой машины, который содержит шариковую опору, состоящую из верхнего подвижного и нижнего неподвижного погонов, механизм поворота башни, выходная шестерня которого взаимодействует с зубчатым венцом нижнего погона, и поджата к нему люфтовыбирающим устройством, выполненным в виде тяги с резьбой, закрепленной на оси башни боевой машины, при этом на тяге с возможностью продольного перемещения установлена втулка с буртиком, новым является то, что в тяге люфтовыбирающего устройства выполнено овальное отверстие, через которое проходит ось, крепящая тягу на башне, причем тяга установлена с возможностью перемещения по всей длине овального отверстия относительно оси в направлении ей перпендикулярном, на тяге посредством резьбы закреплен стакан, дно которого расположено со стороны овального отверстия, при этом внутренняя поверхность стакана контактирует с буртиком втулки, на втулке внутри стакана размещена пружина, таким образом, что один из ее концов упирается в буртик втулки, а другой в дно стакана, при этом нижний погон выполняется составным - из зубчатого венца и беговой дорожки, скрепленных друг с другом с помощью крепежных элементов. Стакан со стороны, противоположной дну, снабжен закраиной. На стакан установлена пружина, один конец которой упирается в ось, а другой - в закраину стакана. Зубчатый венец нижнего погона снабжен буртиком и выполнен из материала, предел прочности которого выше, чем предел прочности материала, из которого выполнена беговая дорожка.
Предложенное техническое решение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображена схема люфтовыбирающего устройства, на фиг. 2 - разрез по месту крепления шариковой опоры к подбашенному листу шасси, на фиг. 3 - разрез шариковой опоры по месту установки одного из штифтов.
Опорно-поворотный узел боевой машины содержит шариковую опору, которая состоит из верхнего подвижного погона 1 и нижнего неподвижного погона 2. Верхний погон 1 закреплен на башне 3, а нижний - на подбашенном листе шасси 4. Верхний погон 1 снабжен беговой дорожкой 5, а нижний погон 2 - беговой дорожкой 6. По беговым дорожкам перекатываются шары 7. Поворотный механизм 8 шарнирно закреплен на башне 3. Выходная шестерня 9 поворотного механизма 8 сцеплена с зубчатым венцом 10 нижнего погона 2. Поджатие выходной шестерни 9 к зубчатому венцу 10 осуществляется пружиной 11, которая одним концом упирается в буртик втулки 12, а другим - в дно стакана 13, навинченного на тягу 14, которая шарнирно с помощью оси 15 закреплена на башне 3. Втулка 12 упирается в корпус поворотного механизма 8 и под действием пружины 11 перемещается вдоль тяги 14. Тяга 14 имеет возможность перемещаться в направлении, перпендикулярном оси 15. Пружина 11 помещена в стакан 13 на который снаружи надета пружина 16. Пружина 16 одним концом через шайбу 17 упирается в ось 15, а другим - в закраину 18 стакана 13. Зубчатый венец 10 изготовлен из легированной стали и термообработан до определенной твердости, а беговая дорожка 6 изготовлена из алюминиевого сплава.
Работа опорно-поворотного узла боевой машины осуществляется следующим образом. Поворот башни боевой машины осуществляется за счет вращения выходной шестерни 9 поворотного механизма 8, кинематически связанной с неподвижным зубчатым венцом 10 нижнего погона 2. При равномерном вращении башни, пружина 11 обеспечивает постоянное поджатие зубьев выходной шестерни 9 к зубчатому венцу 10, так как момент от усилия пружины 11 относительно оси вращения поворотного механизма 8 больше, чем момент от усилия, приложенного на зубья выходной шестерни 9. Этим обеспечивается постоянное поджатие зубьев выходной шестерни 9 к зубчатому венцу 10 даже при наличии радиального биения верхнего погона 1 относительно зубчатого венца 10.
При резких остановках или резких изменениях направления вращения башни (перебросах) на поворотный механизм действуют повышенные инерционные нагрузки, для компенсации которых необходимо увеличение усилия пружины 11. Чрезмерное увеличение усилия вызывает повреждение зубьев венца 10. С другой стороны, при малом усилии пружины происходит расцепление выходной шестерни 9 с зубчатым венцом 10. В предложенной конструкции пружина 11 служит для компенсации радиального биения верхнего погона относительно зубчатого венца.
При резких остановках или перебросах башни втулка 12 упирается в дно стакана 13. За счет овального отверстия тяга 14 вместе со стаканом 13 перемещаются относительно оси 15, сжимая пружину 16. Момент от действия пружины 16 больше, чем момент от сил инерции, приложенных на зубья выходной шестерни 9, в результате чего невозможно расцепление зубьев.
Кроме того, наиболее нагруженная часть нижнего погона изготовлена из материала с повышенным пределом прочности, чем менее нагруженная беговая дорожка.
Учитывая, что коэффициент линейного расширения алюминия больше, чем стали, для обеспечения прочности при тепловом расширении, зубчатый венец 10 снабжен кольцевым буртиком 19, охватывающим беговую дорожку 6. Сборка нижнего погона осуществляется путем нагревания зубчатого венца 10 до определенной температуры или охлаждения беговой дорожки 6 с обеспечением натяга при эксплуатации. Дополнительно зубчатый венец 10 свинчен с беговой дорожкой 6 резьбовыми втулками 20 и заштифтован штифтами 21. На подбашенном листе шариковая опора закреплена с помощью болтов 22.
Испытания боевой машины с опорно-поворотным устройством предлагаемой конструкции подтвердили безотказность ее работы во всех условиях эксплуатации. Повысилась скорость наведения оружия и появилась возможность работы при больших ускорениях. Снижение веса шариковой опоры обеспечило плавучесть и десантирование боевой машины.
Таким образом, предложенное техническое решение позволило уменьшить вес боевой машины, повысить ее боевые характеристики и надежность работы.