ШАГАЮЩИЙ БОЛОТОХОД

Полезная модель относится к транспортным средствам высокой проходимости и может быть использована в шагающих болотоходных движителях, предназначенных для передвижения и выполнения различных работ на труднопроходимых неосушенных болотах, заболоченных грунтах и во внедорожных условиях.
Известно шагающее внедорожное транспортное средство, содержащее корпус, подвижно соединенный с параллельно установленными центральной и сдвоенными боковыми опорными лыжами (понтонами). На палубе каждой боковой опорной лыжи в ее задней части установлена задняя прямолинейная направляющая. На палубе центральной опорной лыжи в ее задней части параллельно друг другу установлены две задние прямолинейные направляющие. Задние направляющие центральной и боковых опорных лыж посредством задних катков соединены с корпусом. На палубе каждой боковой опорной лыжи в ее передней части установлена передняя овальная направляющая. На палубе центральной опорной лыжи в ее передней части параллельно друг другу установлены две передние овальные направляющие. В передние направляющие опорных лыж помещены передние катки корпуса, которые связаны с приводом механизма шагания. Привод механизма шагания смонтирован на корпусе. В состав привода механизма шагания входит дизельный двигатель и трансмиссия от колесного трактора. В свою очередь, трансмиссия передает крутящий момент от дизельного двигателя через задний дифференциал на задние полуоси, правую и левую. На задние полуоси вместо задних колес установлены ведущие цепные звездочки, соответственно, правая и левая. Каждая ведущая цепная звездочка посредством цепной передачи соединена с ведомой цепной звездочкой, правой и левой. Причем, правая ведомая цепная звездочка установлена на правом валу привода опор, а левая ведомая цепная звездочка, соответственно, на левом валу привода опор. На концах правого и левого валов привода опор консольно установлены передние катки корпуса и цевочные звездочки конечной передачи, взаимодействующие с цевками опорных лыж. Цевки жестко закреплены в один ряд на каждой передней направляющей. При этом шаг между цевками равен шагу цевочных звездочек конечной передачи. На правом и левом валах привода опор, в средней части, установлены по одной ведомой цепной звездочки и по одной цевочной звездочки синхронизации. Впереди дизельного двигателя, в верхней части корпуса, в подшипниках, установлен вал синхронизации, на концах которого закреплены цевочные колеса синхронизации, правое и левое. Цевочные колеса синхронизации входят в зацепление, соответственно, с правой и левой цевочными звездочками синхронизации (патент на полезную модель №59520 от 20.02.06 г., МПК B62D 57/02. Шагающее внедорожное транспортное средство / В.В.Родионов, М.Н.Сафронов, Н.Ф.Швец, Л.Ф.Коровицын, А.А.Петров. // 2006 г. - Бюл. №36).
Недостатком известного шагающего внедорожного транспортного средства является сложность конструкции привода его механизма шагания из-за наличия двух цевочных передач синхронизации, правой и левой, каждая из которых соединяет между собой вал синхронизации и вал привода опор и состоит из цевочного колеса синхронизации и цевочной звездочки синхронизации. Цевочные передачи синхронизации сложны по конструкции и трудоемки в изготовлении. Они также требуют точности регулировки зацепления и точности установки межцентрового расстояния между валом синхронизации и двумя валами привода опор.
Другими недостатками шагающего внедорожного транспортного средства являются большие габариты цевочных зацеплений синхронизации и относительно большие их массы.
Кроме того, выступающие вверх, за пределы корпуса, цевочные колеса синхронизации, ухудшают внешний вид шагающего внедорожного транспортного средства как на виде сбоку, так и на виде спереди.
Наиболее близким решением по технической сути и достигаемому эффекту является малогабаритный шагающий болотоход, предназначенный для устранения нефтяных загрязнений на болотах, содержащий корпус, подвижно соединенный с параллельно установленными центральной и двумя боковыми опорными лыжами (понтонами). На палубе каждой боковой опорной лыжи в ее хвостовой части установлена задняя прямолинейная направляющая. На палубе центральной опорной лыжи в ее хвостовой части напротив друг друга установлены две задние прямолинейные направляющие. На задние прямолинейные направляющие центральной и боковых опорных лыж через задние катки оперт корпус. На палубе каждой боковой опорной лыжи в ее носовой части установлена передняя овальная направляющая. На палубе центральной опорной лыжи в ее носовой части напротив друг друга установлены две передние овальные направляющие. В передние овальные направляющие центральной и боковых опорных лыж помещены передние катки корпуса, которые связаны с приводом механизма шагания, смонтированным на корпусе. Привод механизма шагания состоит из силовой установки колесного трактора, включающей задний дифференциал и задние полуоси, правую и левую, на которые вместо задних колес установлены ведущие цепные звездочки, соответственно, правая и левая. Каждая ведущая цепная звездочка посредством цепной передачи соединена с ведомой цепной звездочкой, правой и левой, установленных, соответственно на правом и левом валах привода опор. На концах правого и левого валов привода опор консольно установлены передние катки корпуса и цевочные звездочки конечной передачи, взаимодействующие с цевками опорных лыж, установленными в один ряд на каждой передней овальной направляющей. В средней части на правом и левом валах привода опор установлены по одной ведомой цепной звездочки и по одной цевочной звездочки синхронизации. Впереди силовой установки, в верхней части корпуса, в подшипниках, установлен вал синхронизации, на концах которого закреплены цевочные колеса синхронизации, правое и левое, которые входят в зацепление, соответственно, с правой и левой цевочными звездочками синхронизации (Петров А.А., Гирин Д.В. Малогабаритный шагающий болотоход для устранения нефтяных загрязнений на болотах. // НефтьГазпромышленность. - 2006. - №4 (24). - С.50-51.
Недостатком известного малогабаритного шагающего болотохода является сложность конструкции привода его механизма шагания из-за наличия двух цевочных передач, правой и левой, каждая из которых соединяет между собой вал синхронизации и вал привода опор и состоит из цевочного колеса синхронизации и цевочной звездочки синхронизации. Цевочные передачи синхронизации сложны по конструкции и трудоемки в изготовлении. Они также требуют точности регулировки зацепления и точности установки межцентрового расстояния между валом синхронизации и двумя валами привода опор.
Другими недостатками шагающего болотохода являются большие габариты цевочных зацеплений синхронизации и относительно большие их массы.
Кроме того, выступающие вверх, за пределы корпуса, цевочные колеса синхронизации, ухудшают внешний вид шагающего болотохода.
В основу полезной модели шагающего болотохода положены задачи упрощения конструкции привода его механизма шагания за счет исключения из привода механизма шагания двух цевочных передач синхронизации, правой и левой, которые соединяют между собой вал синхронизации и два вала привода опор.
Кроме того, в основу полезной модели шагающего болотохода положены задачи снижения габаритов механизма шагания и его веса, а также улучшение внешнего вида машины.
Этот технический результат достигается тем, что в шагающем болотоходе, содержащем корпус, подвижно соединенный с параллельно установленными центральной и двумя боковыми опорными лыжами, палубы которых в хвостовой части оснащены задними прямолинейными направляющими, на которые через задние катки оперт корпус, а их носовые части оснащены передними овальными направляющими с помещенными в них передними катками, которые связаны с приводом механизма шагания, смонтированным на корпусе и состоящим из силовой установки, на задние полуоси которой, правую и левую, установлены правая и левая ведущие цепные звездочки, связанные посредством цепных передач с ведомыми цепными звездочками, установленными, соответственно, на правом и левом валах привода опор, соединенных между собой установленным сверху, в подшипниках корпуса, валом синхронизации и имеющих по концам консольно установленные передние катки и цевочные звездочки конечной передачи, взаимодействующие с цевками опорных лыж, напротив каждой ведомой цепной звездочки каждого вала привода опор на концах вала синхронизации установлены цепные звездочки синхронизации правая и левая, охватываемые соответственно, правой и левой цепными передачами.
Полезная модель поясняется следующими чертежами, где:
на фиг.1 - вид слева на шагающий болотоход; центральная опорная лыжа приподнята;
на фиг.2 - вид спереди на шагающий болотоход; боковые опорные лыжи приподняты;
на фиг.3 - схема кинематическая привода механизма шагания болотохода; вид в плане.
Шагающий болотоход содержит корпус 1, установленный на двух параллельно расположенных боковых опорных лыжах 2 и смещенной на 180° в приводе перемещения центральной опорной лыже 3 (фиг.1-3). На каждой опорной лыже 2, 3 смонтированы передние овальные направляющие 4 и задние прямолинейные направляющие 5. В хвостовой части шагающего болото-хода его корпус 1 через задние катки 6 оперт на задние направляющие 5. В передней части корпус 1 через передние катки 7 оперт на передние направляющие 4. В передние овальные направляющие 4 центральной и боковых опорных лыж 2, 3 помещены передние катки корпуса 7, которые связаны с приводом механизма шагания, смонтированным на корпусе 1. Привод механизма шагания состоит из силовой установки 8 от колесного трактора, на задние полуоси которой 9, правую и левую, вместо задних колес установлены ведущие цепные звездочки 10, соответственно, правая и левая. Каждая ведущая цепная звездочка 10 посредством цепной передачи 11 соединена с ведомой цепной звездочкой 12, правой и левой, установленных, соответственно на правом и левом валах привода опор 13 в их средней части. На концах правого и левого валов привода опор 13 консольно установлены передние катки 7 корпуса и цевочные звездочки конечной передачи 14, взаимодействующие с цевками опорных лыж 15, установленными в один ряд на каждой передней овальной направляющей 4. Впереди силовой установки 8, в верхней части корпуса 1, в подшипниках, установлен вал синхронизации 16, на концах которого, напротив ведомых цепных звездочек 12, закреплены цепные звездочки синхронизации 17, правая и левая, охватываемые соответственно правой и левой цепными передачами 11.
Устройство работает следующим образом. В процессе передвижения шагающего болотохода перемещение его боковых и центральной опорных лыж 2, 3 осуществляется при вращении валов привода опор 13 с цевочными звездочками конечной передачи 14, контактирующими с цевками 15. Цевочные звездочки конечной передачи 14 передвигают носовые части опорных лыж 2, 3 на передних катках 7 корпуса 1 по овальным траекториям передних направляющих 4. При этом хвостовые части опорных лыж 2, 3 перемещаются на задних катках 6 корпуса 1 по прямолинейным траекториям задних направляющих 5. В свою очередь, валы привода опор 13 вращаются при работе силовой установки 8. При этом крутящий момент от силовой установки 8 передается на ее задние полуоси 9 и ведущие цепные звездочки 10. Цепные передача 11, охватывающие ведомые цепные звездочки 16 и цепные звездочки синхронизации 17, вращает одновременно три вала, в том числе вал синхронизации 16 и два вала привода опорных лыж 13, правый и левый. Так как правый и левый валы привода опор 13 соединены между собой валом синхронизации 16 посредством цепных передач 11, то в процессе перемещения опорных лыж 2, 3 их поступательные скорости движения выравниваются. При этом, не происходит забегание правой лыжи При этом, не происходит забегание правой лыжи относительно левой или наоборот, левой лыжи относительно правой и не происходит их заклинивание в передних 4 и задних направляющих 4, 5, не смотря на присутствие в конструкции силовой установки 8 заднего дифференциала.
Установка на концах вала синхронизации 16 двух цепных звездочек синхронизации 17 напротив ведомых звездочек 12 приводных валов 13 позволила значительно упростить привод механизма шагания болотохода и аннулировать в нем сложные по конструкции и трудоемкие в изготовлении две цевочные звездочки синхронизации и два цевочных колеса синхронизации, которые требуют точности регулировки зацепления и точности установки межцентрового расстояния между валом синхронизации 16 и двумя валами привода опор 13. Кроме того, в результате такого технического решения уменьшились габариты и масса привода, улучшился его внешний вид, влияющий на внешний вид шагающего болотохода в целом.
Сравнение внешнего вида и кинематических схем приводов механизмов шагания опорных лыж шагающих болотоходов по прототипу и по предлагаемой полезной модели приведены в приложении 1.
Проведенные в ЗАО «ТЭМЗ» испытания экспериментально-опытного образца шагающего болотохода, имеющего привод механизма шагания, выполненный в соответствии с полезной моделью, показали работоспособность и надежность конструкции. За счет исключения двух цевочных передач синхронизации снизилась трудоемкость изготовления, сборки и регулировки привода механизма шагания. Также снизились его габаритные размеры и масса, улучшился внешний вид привода и машины в целом.
В 2010-2011 г.г. в ЗАО «ТЭМЗ» разработан рабочий проект опытно-промышленного образца шагающего болотохода БШМ, в котором были воплощены технические решения, отраженные в предложенной полезной модели.
В настоящее время в ЗАО «ТЭМЗ» по заказу экологической организации Западной Сибири изготовлен опытно-промышленный образец шагающего болотохода БШМ. Он оснащен новым валом синхронизации, на концах которого, напротив ведомых цепных звездочек приводных валов, установлены цепные звездочки синхронизации, охватываемые соответственно правой и левой цепными передачами.
Болотоход БШМ успешно прошел полевые испытания в Тверской области в условиях неосушенных торфяных болот (Приложение 2; акт испытаний).
Работа механизма шагания опытно-промышленного образца машины БШМ, помимо сказанного выше, стала плавнее, без рывков, что снизило динамические нагрузки в приводе, повысило его надежность и комфортность условий работы машиниста болотохода.