Гусеничный модуль

Полезная модель относится к конструкции гусеничного модуля, применяемого в гусеничных мотоблоках, т.е. в мотоблоках с гусеничными движителями. Гусеничный модуль может использоваться в качестве движителя, например, в самоходных гусеничных машинах, т.е. машин с гусеничными движителями, преимущественно, управляемых оператором вручную и оснащенных тем или иным навесным орудием (отвал для сдвигания грунта или снега, шнеко-роторный снегоуборщик, плуг, борона и т.п.), в частности, в мотоблоках с двумя гусеничными движителями. Такая гусеничная машина может также использоваться в качестве средства для буксировки, например, прицепа с грузом, прицепного лыжного снегохода или оператора, стоящего на лыжах, сноуборде и т.п.
Известен гусеничный модуль гусеничного мотоблока, содержащий установленные в раме на узлах вращения ведущее и ведомое колеса, а также опорные катки, охватывающую их гусеничную ленту, находящуюся в зацеплении с ведущим и ведомым колесами, при этом ведущее колесо закреплено на валу, который снабжен элементом механической связи с приводом вращения, закрепленном на раме мотоблока (патент РФ №2607962, кл. B62D 51/04, оп. 20.04.2015).
Недостатком известного гусеничного модуля является отсутствие возможности адаптации гусеничного модуля к свойствам опорной поверхности под гусеницей.
Наиболее близким к заявленному является гусеничный модуль гусеничного транспортного средства, содержащий установленные в раме на узлах вращения ведущее и ведомое колеса, а также передний, промежуточный и задний опорные катки, охватывающую их гусеничную ленту, находящуюся в зацеплении с ведущим и ведомым колесами, при этом ведущее колесо закреплено на валу, который снабжен элементом механической связи с приводом вращения (патент США №9981703, B62D 55/04, оп. 29.05.2018).
Недостатком известного гусеничного модуля является отсутствие возможности адаптации гусеничного модуля к свойствам опорной поверхности под гусеницей.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при использовании полезной модели, заключается в необходимости создания гусеничного модуля, способного работать в качестве движителя на опорных поверхностях, существенно различающихся по своим свойствам, в частности, на таких как твердый грунт, рыхлый грунт, песчаная почва или заснеженная поверхность.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели заключается в обеспечении возможности адаптации гусеничного модуля к свойствам опорной поверхности за счет изменения площади пятна контакта гусеничной ленты с опорной поверхностью в зависимости от типа последней. В свою очередь, возможность изменения площади пятна контакта гусеничной ленты гусеничного модуля с опорной поверхностью в зависимости от типа последней обеспечивает повышение эффективности сцепления гусеничной ленты с этой поверхностью при одновременном повышении управляемости самоходной гусеничной машины (в частности, мотоблока, мотокультиватора, снегоуборщика или мотобуксировщика).
Указанный технический результат достигается тем, что в гусеничном модуле, содержащем установленные в раме на узлах вращения ведущее и ведомое колеса, а также передний, промежуточный и задний опорные катки, охватывающую их гусеничную ленту, находящуюся в зацеплении с ведущим и ведомым колесами, ведущее колесо, закрепленное на валу, обладающем возможностью установки элемента механической связи с приводом вращения, узлы вращения опорных катков включают оси с резьбовыми отверстиями в их торцах, закрепленные в боковинах рамы с помощью болтов, пропущенных через соосные установочные отверстия в указанных боковинах, в каждой из которых для крепления оси промежуточных опорных катков выполнено по два установочных отверстия, ось первого из которых находится в той же плоскости, где находятся оси установочных отверстий для болтов передних и задних опорных катков, а ось второго отверстия параллельно смещена от оси первого отверстия в направлении нижней части гусеницы на величину А, выбранную из соотношения:
A=(1,95-2,15)⋅d,
где: d - диаметр болта крепления оси промежуточных опорных катков.
На чертежах показана конструкция гусеничного модуля.
На фиг. 1 показан гусеничный модуль, с элементами конструкции мотоблока, для использования в составе которого предназначается гусеничный модуль- вид сбоку.
На фиг. 2 показан мотоблок в рабочем положении для наглядности с двумя гусеничными модулями, выполненными в соответствии с полезной моделью - вид сзади.
На фиг. 3 показан узел вращения ведущего колеса гусеничного модуля (в разрезе).
На фиг. 4 показан узел вращения промежуточных опорных катков гусеничного модуля (в разрезе).
На фиг. 5 показан ведущий вал мотоблока с двумя гусеничными модулями (с установленными на валу двумя ведущими звездочками).
На фиг. 6 показан гусеничный модуль с промежуточным опорным катком, установленным в первом положении (вид сбоку).
На фиг. 7 показан гусеничный модуль с промежуточным опорным катком, установленным в втором положении (вид сбоку).
Гусеничный модуль содержит раму 1 (фиг. 1), коробчатой конструкции, имеющую в поперечном сечении П-образную форму с боковинами 1а и 1б, как показано фиг. 4. В боковинах 1а и 1б рамы 1 на узлах вращения установлены ведущее 2 и ведомое 3 колеса, а также парные передние 4, промежуточные 5 и задние 6 опорные катки. Замкнутая гусеничная лента 7 (далее - гусеница), выполненная из резиновой смеси, снабжена протектором охватывает колеса 2 и 3, а также пары опорных катков 4, 5 и 6. Ведущее колесо 2 находится в зацеплении с гусеницей 7 через имеющиеся в ней окна и закреплено на валу 8 (фиг. 2), обладающем возможностью вращения и установки на нем элемента механической связи с приводом вращения. В качестве элемента механической связи с приводом вращения мотоблока может быть использована, в частности, ведомая звездочка втулочно-роликовой цепной передачи, ведомый шкив зубчато-ременной передачи или ведомая шестерня зубчатой передачи. Возможность установки на валу 8 указанного элемента механической связи с приводом вращения может быть обеспечена, например, выполнением на валу 8 шпоночной канавки 26 (фиг. 3). Далее рассматривается конструкция гусеничного модуля, в котором в качестве примера элемента механической связи с приводом вращения мотоблока использована ведомая звездочка 9 втулочно-роликовой цепной передачи. Для наглядности на фиг. 3 указанная звездочка 9 с элементами втулочно-роликовой цепи 21 показана установленной на вал 8. При этом шпонка, установленная в канавку 26, не показана.
Узлы вращения переднего 4, промежуточного 5 и заднего 6 опорных катков имеют однотипную конструкцию. Удобнее рассмотреть ее на примере узла вращения промежуточного опорного катка 5 (фиг. 4). Все упомянутые узлы вращения 4, 5 и 6 включают оси 10 с резьбовыми отверстиями 11 в их торцах, закрепленные в боковинах 1а и 1б рамы 1 с помощью болтов 12 крепления, пропущенных через соосные установочные отверстия в указанных боковинах. На каждой оси 10 закреплено с возможностью вращения по паре опорных катков 4, 5 и 6. Особенность конструкции крепления промежуточных опорных катков 5 заключается в том, что для болтов 12 крепления их оси 10 в каждой из боковин 1а и 1б рамы 1 выполнено по два установочных отверстия - первое 13а и второе 13б. (фиг. 6 и 7). Ось 14а первого отверстия 13а находится в той же плоскости, где находятся оси установочных отверстий болтов крепления переднего 4 и заднего 6 опорных катков, а ось 14б второго отверстия 13б - параллельно смещена от оси 14а первого отверстия 13а (фиг. 4) в направлении нижней части гусеницы (т.е. в направлении той части, которая обращена к опорной поверхности - грунту 23) на величину А (фиг. 7), выбранную из соотношения:
A=(1,95-2,15)⋅d,
где: d - диаметр болта 12 крепления оси промежуточных опорных катков 5.
В частном случае, верхняя часть гусеницы 7 может дополнительно опираться на поддерживающие катки (не показаны).
В качестве практического примера применения полезной модели рассмотрим вариант использования двух гусеничных модулей в составе самоходной гусеничной машины с бензиновым или электрическим приводом вращения (в частности, в мотоблоке - фиг. 2). Привод вращения мотоблока включает в себя, по меньшей мере, двигатель 16 и редуктор 17.
В рассматриваемом примере осуществления гусеничного модуля в качестве элемента механической связи с приводом вращения использована втулочно-роликовая цепь 21.
На выступающих из корпуса редуктора 17 мотоблока концах выходного вала 18 посредством штифтов 20 закреплены удлинители 18а и 18б вала, на которых установлены ведущие звездочки 19, ступицы которых также посредством штифтов 20 зафиксированы на упомянутых удлинителях 18а и 18б вала (фиг. 5).
Концы удлинителей 18а и 18б вала опираются на подшипники 15 качения, установленные на рамах 1 каждого из двух гусеничных модулей.
Каждая из ведущих звездочек 19 связана втулочно-роликовой цепью 21 с ведомой звездочкой 9 соответствующего гусеничного модуля (являющейся в данном примере осуществления гусеничного модуля элементом механической связи вала ведущего колеса с приводом вращения мотоблока), закрепленной на валу 8 узла вращения ведущего колеса 2 гусеничного модуля (фиг. 3). Узлы вращения ведомого колеса 3 оснащены механизмом 22 натяжения гусеничной ленты 7 (фиг. 1) любой известной конструкции.
Возможность вращения каждой пары опорных катков 4, 5 и 6 обеспечена тем, что ободья указанных катков (выполненные, например, из резины) жестко закреплены на подшипниках 25 качения, установленных на осях 10 (фиг. 4).
Узел вращения ведущего колеса 2 включает ведущий вал 8 этого колеса, установленный на подшипниках 27 качения, закрепленных на боковинах 1а и 1б рамы 1 гусеничного модуля (фиг. 3).
При работе гусеничного модуля, установленного на самоходной гусеничной машине с самостоятельным приводом вращения, в частности, на мотоблоке (фиг. 2), вращение выходного вала редуктора 17 мотоблока через ведущую звездочку 19, втулочно-роликовую цепь 21 и ведомую звездочку 9 передается на вал 8 ведущего колеса 2 гусеничного модуля. Последнее приводит в движение гусеничную ленту 7, через которую движение передается на ведомое колесо 3. Опорные катки 4, 5 и 6, установленные на осях 10 на подшипниках 25 вращения, приводятся в движение за счет сил трения между их ободьями и гусеничной лентой 7. В рассматриваемом примере использования заявленного устройства в мотоблоке, например, с двумя гусеничными модулями, работа второго из них происходит точно также.
Для движения по опорной поверхности (грунту) 23, имеющей свойства рыхлого, рассыпчатого материала, типа снега, неуплотненного песка, рыхлого неплотного грунта и т.п., в каждом гусеничном модуле болты 12, крепящие ось 10 промежуточного опорного катка 5, устанавливают в первые установочные отверстия 13а в боковинах 1а и 1б рамы 1. При таком положении промежуточного опорного катка 5 площадь пятна 24 контакта гусеничной ленты 7 гусеничного модуля с опорной поверхностью 23 максимальна (фиг. 6). В этом случае мотоблок с двумя гусеничными модулями устойчиво располагается на опорной поверхности 23 и сила сцепления гусеничного движителя с этой поверхностью достаточна для осуществления движения по ней. При этом, благодаря свойствам рыхлой опорной поверхности сохраняется приемлемая горизонтальная управляемость транспортного средства с гусеничным модулем.
Для движения по твердой опорной поверхности (грунту) 23, типа сухого суглинка, уплотненного песка, плотного грунта и т.п., из-за более высокой силы сцепления гусеничного движителя с этой поверхностью управление транспортным средством с гусеничным модулем в горизонтальной плоскости становится затруднительным.
Поэтому для работы на такой опорной поверхности в каждом гусеничном модуле болты 12, крепящие ось 10 промежуточного опорного катка 5, устанавливают во вторые установочные отверстия 13б в боковинах 1а и 1б рамы 1. В этом случае промежуточный опорный каток 5 располагается ниже уровня, на котором находятся передний 4 и задний 6 опорные катки. В результате существенно уменьшается площадь пятна 24 контакта гусеничной ленты 7 гусеничного модуля с опорной поверхностью 23 (фиг. 7). Устойчивое пространственное положение гусеничных модулей (показанное на фиг. 7) в составе гусеничного мотоблока, а, следовательно, и всего мотоблока, обеспечивается либо за счет удержания мотоблока в этом положении оператором, либо благодаря наличию сцепки с буксируемым прицепным устройством (не показано). Уменьшенная площадь пятна 24 контакта гусеничной ленты 7 гусеничного модуля с опорной поверхностью 23 приводит к уменьшению сопротивления твердого грунта при повороте, что позволяет оператору приложить меньшее усилие для совершения маневра.
Приведенные примеры показывают возможность адаптации гусеничного модуля к свойствам опорной поверхности за счет изменения площади пятна контакта гусеничной ленты с опорной поверхностью в зависимости от типа и свойств последней.