Звено гусеничного движителя

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам звеньев гусеничных движителей.
Известно звено гусеничного движителя с открытым шарниром (Снегоболотоход гусеничный ГА3-34039. Руководство по эксплуатации. Издание пятое. 2010 г. стр. 67), состоящее из подошвы, контактирующей с грунтом, беговой дорожкой, с боков ограниченной перьями, необходимыми для улавливания опорных катков и удержания их на беговой дорожке при движении гусеничной машины.
Недостатком подобных цельнометаллических звеньев является налипание талого снега и грязи на беговую дорожку при движении гусеничной машины, что приводит к увеличению натяжения гусеничной цепи и росту массы гусеничного движителя. Увеличение натяжения гусеничной цепи и рост массы гусеничного движителя ведет к повышенному износу движителя и повышенному расходу горючего.
Известен металлический трак (Школа С.В. Рукавишникова. Развитие теории систем местность-машина и опыт создания на ее основе гусеничных снегоболотоходных машин: монография / В.А. Антонец [и др.]; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. - Нижней Новгород, 2017. стр. 222) в полость, выполненную в беговой дорожке которого заливается полиуретан. Сформированная таким образом вставка легко самоочищается при перематывании гусеничной цепи.
Недостатком этого решения является рост стоимости гусеничной цепи за счет применения дополнительного материала и введения новых технологических операций в процесс изготовления. Также возрастает масса звена гусеничного движителя за счет того, что под заливаемый полиуретан необходимо сформировать полость, то есть увеличить объем стенок. Учет ослабления конструкции, введение дополнительных литьевых или штамповочных радиусов и уклонов ведет к дополнительному увеличению массы звена. Увеличение массы звена приводит к росту массы всего снегоболотохода, что при фиксированных габаритах опорной поверхности гусеничного движителя приведет росту давления на грунт и снижению проходимости снегоболотохода.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является трак гусеницы (US 2339273, опубл. 18.01.1944), в центральной части беговой дорожки которого выполнено отверстие для снижения веса трака и его очистки от грязи. Грязь или лед, лопавшие на беговую дорожку выдавливались, через эти отверстия опорными катками.
Недостатком наиболее близкого технического решения является то, что в отверстие со стороны беговой дорожки могут попасть и заклиниваться в нем соизмеримые с отверстием камни. Заклинивание камней приводит к постоянному наезду на камень опорных катков, в результате чего может быть поврежден обод катка, особенно если обод имеет резиновое покрытие. Блокировка отверстия способствует скоплению грязи или льда на беговой дорожке, что может привести к сходу гусеницы с опорных катков.
Техническим результатом, на которое направлено заявляемое решение, является предотвращение заклинивания камней в отверстии, предназначенном для очистки беговой дорожки звена гусеницы от грязи и льда.
Указанный результат достигается тем, что звено гусеничного движителя, выполненное в виде стальной пластины и содержащее подошву, беговую дорожку, ограниченную с боков перьями и сквозное отверстие, причем боковые стороны сквозного отверстия расположены друг к другу под углом в диапазоне 34-112°.
Выбор указанного диапазона углов от 34° до 112° обусловлен следующим. Из уровня техники известны методические указания «Расчет щековых дробилок» [Министерство образования и науки РФ ФГБОУВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» Кафедра «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур» сост. Ю.А. Федотенко, П.В. Коротких. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2012. Стр. 10-11]. В данном источнике приведен пример расчета угла захвата между неподвижной и подвижной щеками дробилки, который должен обеспечивать разрушение материала при сжатии, то есть захват куска материала, а не выталкивание его вверх. Согласно лабораторным исследованиям, при сжатии кусок материала не будет выталкиваться вверх, если силы трения будут больше или равны выталкивающей силе. То есть нормальное дробление возможно, если угол захвата равен или меньше двойного угла трения 33°.
В нашем случае при взаимодействии опорного катка с камнями происходят процессы, аналогичные тем, что происходят в щековых дробилках при дроблении различных материалов. За исключением того, что материал (камни) должен не дробиться, а выталкиваться из отверстия беговой дорожки.
Величина угла, равная 34°, является оптимальной величиной угла, при котором не происходит заклинивания камней в отверстии звена.
Угол в 112° между боковыми сторонами сквозного отверстия звена выбран исходя из того, что углы между боковыми сторонами и основанием сквозного отверстия звена, составляют 34°.
В зависимости от габаритных размеров и механического запаса ресурса звеньев угол между боковыми сторонами может быть выбран любым из заявляемого диапазона.
Сквозное отверстие беговой дорожки может быть выполнено в форме трапеции или треугольника.
Возможен вариант реализации изделия, когда грани боковых сторон сквозного отверстия выполнены под наклоном, образуя между собой угол β≥34°.
Выполнение угла β≥34° между гранями боковых сторон сквозного отверстия обеспечивает высвобождение застрявшего камня из отверстия со стороны подошвы при помощи небольшого усилия, возникающего, например, при наезде на микронеровность (камень, ветка и т.д.).
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами (фиг. 1-2) где:
фиг. 1 - вид звена сверху;
фиг. 2 - вид А-А.
Звено 1 гусеничного движителя, выполненное в виде стальной пластины, содержит подошву 2, обеспечивающую контакт и сцепление с грунтом, беговую дорожку 3, контактирующую с опорным катком и воспринимающую от него нагрузку. Беговая дорожка с боков ограничена перьями 4, обеспечивающими захват опорного катка и удержание его на беговой дорожке. Для очистки беговой дорожки от грязи и льда в ней выполняется сквозное отверстие 5, боковые стороны которого расположены друг к другу под углом а, выполненным в диапазоне 34-112°.
Возможен вариант реализации изделия, когда грани 6 отверстия 5 выполнены под наклоном, образуя между собой угол β≥34°.
Звено 1 гусеничного движителя работает следующим образом. Камень, попавший в отверстие 5 со стороны беговой дорожки 3, выдавливается или вдавливается в это отверстие наехавшим на него опорным катком силой, направленной в противоположную сторону от основания сквозного отверстия. При этом камень может зафиксироваться в отверстии. Однако при съезде опорного катка с камня возникает сила, направленная уже в противоположную сторону. Так как угол α между боковыми сторонами отверстия больше угла заклинивания в системе «камень-стальная деталь», то усилие для высвобождения камня из отверстия требуется небольшое. Под действием вибраций или при перематывании гусеницы камень самостоятельно удаляется с беговой дорожки.
Применение заявляемого технического решения предотвращает заклинивание камней в отверстии, предназначенном для очистки беговой дорожки трака гусеницы от грязи и льда.