Ведущее колесо гусеничного привода

Полезная модель относится к конструктивным элементам транспортных средств на гусеничном ходу, касается ведущего колеса гусеничного привода, который может быть использован в качестве ходовой части, например, для мотоблока или мотокультиватора.
Для многочисленных работ в сельском хозяйстве для улучшенной силы сцепления, вместо колес с шинами используются гусеничные модульные системы транспортных средств (или "гусеничные модули"), и подобные гусеничные модульные системы обеспечивают существенно большую площадь сцепления с поверхностью земли, которая распределяет массу транспортного средства и стремится предотвратить увязание транспортных средств в грязи или других мягких грунтовых поверхностях.
Каждый подобный гусеничный модуль имеет большое верхнее ведущее колесо, соединяемое относительно оси транспортного средства для вращения с ним, множество натяжных и ходовых колес и бесконечную гибкую резиновую (т.е. резиновую или резиноподобную) гусеницу с главной внутренней поверхностью и отстоящими гусеничными звеньями, выступающими из нее внутрь, при этом гусеница проходит вокруг колес и приводится в движение за счет ее зацепления с ведущим колесом. Подобные ведущие колеса, конечно, имеют отстоящие по окружности элементы привода, сцепляемые с гусеничными звеньями.
За последние десятилетия в гусеничных модульных системах транспортных средств был сделан ряд существенных улучшений, некоторыми примерами которых являются улучшения, описанные в патентах США №№36284, 6543862 и 6536854, принадлежащих ATI, Inc. из Опора Vernon, Indiana, правообладателя изобретения, раскрытого и заявленного в данном документе. Конструкции ведущих колес патентов США №№6543862 и 6536854 служат для снижения износа гусениц за счет уменьшения сдвигающих усилий на гусеничных звеньях. Отсутствие мешающей гусеницам боковой конструкции и получающаяся в результате допускаемая величина свободной регулируемости поперечного положения гусеницы на ведущем колесе составляла часть данных улучшений, и усовершенствование было важным, особенно учитывая, что преждевременный излишний износ гусениц был первоочередной задачей, когда речь идет о технологии гусеничных модулей.
Известно ведущее колесо, содержащее ступицу и зубья, в котором соседние зубья соединены в шахматном порядке перемычками, расположенными с торцов зубьев (RU 22473446 С2, кл. B62D 55/125, опубл. 27.01.2013 г.). Предлагаемая конструкция позволяет увеличить прочность и надежность ведущего колеса за счет введенных в конструкцию перемычек на торцах зубьев, что позволяет уменьшить количество зубьев и соответственно увеличить крутящий момент, передающийся с ведущего колеса гусенице. Расположение перемычек в шахматном порядке обеспечивает надежность крепления гусеницы на ведущем колесе, предотвращает сход гусеницы с ведущего колеса и способствует улучшению условий входа и выхода выступов гусеницы из зацепления. Выполнение ведущего колеса, как единое целое, позволило упростить его изготовление.
Известны ведущие колеса гусеничных транспортных средств со съемным зубчатым сегментом (RU 31371 U1, B62D 55/125, B62D 55/13, опубл. 10.08.2003 г., RU 162059 U1, кл. B62D 55/125, опубл. 20.05.2016 г.), обеспечивающим повышение надежности и долговечности ведущего колеса.
Известно открытое ведущее колесо гусеничного модульного устройства (RU 2591782 С2, кл. B62D 55/125, опубл. 20.07.2016 г.), содержащее круглый средний главный диск, отстоящие по окружности элементы привода, проходящие в осевом направлении поперек и выступающие радиально за пределы края главного диска до второго диаметра, плоское кольцо жесткости. Каждый элемент привода закреплен относительно края главного диска. Устройство является легкими и соответственно облегчает эффективную работу.
Недостатком известных устройств является сложность изготовления и возможность использования только с гусеницами определенного типа.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемой полезной модели является ведущее колесо, использующееся в гусеничном приводе, защищенном патентом RU 181789 U1, кл. B62D 55/08, опубл. 26.07.2018 г., принятое за ближайший аналог (прототип).
Устройство по прототипу установлено на вертикальной части рамы гусеничного привода, выполнено из капролона, с возможностью взаимодействия с гусеницей для внедорожной техники «Муравей». Ведущее колесо выполнено диаметром по наружной части 101-477 мм с количеством зубьев 10-30 штук, выполненных с шагом 31,44-49,85 мм. Зубья ведущего колеса имеют сложную форму, при которой нижняя часть зубьев выполнена округлой формы радиусом 25-35 мм и сопряжена с верхней трапециевидной частью шириной по наружной поверхности 0-11 мм. Выполнение ведущего колеса из капролона - конструкционного полимера, имеющего хорошие антифрикционные свойства, высокую износостойкость и морозоустойчивость, исключает его коррозию, также снижает вес конструкции, что способствует увеличению срока эксплуатации гусеничного привода в целом. Кроме этого, конструктивное выполнение ведущего колеса обеспечивают улучшение тягово-сцепных свойств, оптимальную скорость движения мотоблока или мотокультиватора 4-20 км/ч, лучшее зацепление и взаимодействие со звеньями гусеницы для внедорожной техники «Муравей».
Однако, выполнение ведущего колеса из капролона натурального снижает срок его эксплуатации и гусеничного привода в целом вследствие низкой ударопрочности, особенно при низких температурах, высокого коэффициента влагопоглощения, отсутствия самосмазывающегося свойства, низкого коэффициент трения.
В задачу полезной модели положено усовершенствование ведущего колеса гусеничного привода, адаптированного под гусеницу для внедорожной техники «Муравей».
Техническим результатом от использования предлагаемой полезной модели является увеличение срока его эксплуатации и гусеничного привода в целом.
Поставленная задача достигается тем, что ведущее колесо гусеничного привода, содержащее зубья, центральное отверстие для установки на валу редуктора и отверстия под элементы крепления, выполнено из маслонаполненного капролона.
На фиг. 1 представлен общий вид ведущего колеса гусеничного привода.
Ведущее колесо на фиг. 1 содержит:
1 - зубья,
2 - центральное отверстие для установки на валу редуктора,
3 - отверстия под элементы крепления.
Ведущее колесо выполнено из маслонаполненного капролона.
Зубья 1 ведущего колеса выполнены сложной формы, нижняя часть зубьев выполнена округлой формы радиусом 25 мм и сопряжена с верхней трапециевидной частью шириной по наружной поверхности 8 мм.
Ведущее колесо выполнено, например, диаметром по наружной части 357 мм с количеством зубьев 21 штука, выполненных с шагом 50 мм.
Сборку предлагаемого устройства осуществляют следующим образом.
Изготавливают ведущее колесо из маслонаполненного капролона, преимущественно, диаметром по наружной части 357 мм с количеством зубьев 21 штука, выполненных с шагом 50 мм.
Ведущее колесо через центральное отверстие 2 устанавливают на выходном валу редуктора мотоблока или мотокультиватора, минитрактора и закрепляют на фланце, установленном на валу, через отверстия 3 с помощью элементов крепления.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При вращении выходного вала редуктора мотоблока или мотокультиватора, минитрактора и создании им крутящего момента вал, начинает вращаться. Далее вращение передается через фланец, установленный на валу и соединенный с ведущим колесом, на ведущее колесо. При этом верхняя часть зубьев 1 ведущего колеса в верхней части конструкции выходит сквозь отверстия гусеницы, обеспечивая поступательное зацепление со звеньями гусеницы и их перемещение по роликам и ведущему колесу. Мотоблок или мотокультиватор, минитрактор на гусеничном приводе начинает движение.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает увеличение срока его эксплуатации, за счет выполнения из материала с улучшенными свойствами и характеристиками - из маслонаполненного капролона - конструкционного полимера, имеющего высокую механическую прочность, жесткость и твердость, высокую ударопрочность при низких температурах, отличные свойства скольжения и износостойкость.
Сравнение характеристик, механических свойств, термических характеристик материалов, из которых изготовлена ведущее колесо в предлагаемой полезной модели и в устройстве по прототипу представлено в таблице 1.
По сравнению с материалом - капролоном натуральным, из которого изготовлено ведущее колесо по прототипу, маслонаполненный капролон (ТУ 2224-001-78534599-2006) содержит добавки, которые обеспечивают непрерывное самосмазывание механизмов, тем самым уменьшая затраты на обслуживание, улучшая эффективность, бесшумность и увеличивая ресурс работы изделия. Также, маслонаполненный капролон по сравнению с капролоном натуральным, имеет более высокую ударопрочность (особенно при отрицательных температурах), очень низким влагопоглащением, имеет исключительную усталостную стойкость и является оптимальным материалом для изделий, подверженных повторяющимся механическим воздействиям, ударным нагрузкам и вибрации.
Также, выполнение ведущего колеса диаметром по наружной части 357 мм с количеством зубьев 21 штук, выполненных с шагом 50 мм, обеспечивает оптимальную скорость движения мотоблока, мотокультиватора, минитрактора 4-20 км/ч. Кроме этого, выполнение зубьев ведущего колеса сложной формы, при которой нижняя часть зубьев выполнена округлой формы радиусом 25 мм и сопряжена с верхней трапециевидной частью шириной по наружной поверхности 8 мм, обеспечивает лучшее зацепление и взаимодействие ведущего колеса со звеньями гусеницы.