Ходовая часть военно-гусеничной машины

Ходовая часть военно-гусеничной машины
Заявляемая полезная модель относится к области военно-гусеничных машин (ВГМ), конкретно к ходовой части, и может быть использована для повышения работоспособности вновь разрабатываемых ВГМ, а также надежности их ходовой части при модернизации, например при модернизации танка Т-62 и его модификаций.
Известна ходовая часть танка Т-62 (см. кн. Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62, М., Воениздат МО СССР, 1968 г., с. 452-471), содержащая гусеничный движитель и подвеску. Гусеничный движитель включает две гусеницы, ведущие и направляющие колеса, и опорные катки на торсионной индивидуальной подвеске. В движителе применяются гусеницы двух типов: с металлическим шарниром и с резинометаллическим шарниром, причем в первых серийно выпускаемых танках Т-62 в конструкции ходовой части применялась только гусеница с металлическим шарниром. Трак резинометаллической гусеницы отличается от трака металлической гусеницы наличием запрессованных в проушины резинометаллических втулок. Оба типа траков на наружной поверхности, взаимодействующей с грунтом, имеют грунтозацепы, а поверхность со стороны опорных катков выполнена гладкой и является беговой дорожкой для опорных катков. Каждое ведущее колесо состоит из ступицы и зубчатых венцов, закрепленных на ступице резьбовым соединением, включающим болт с гайкой и отгибную планку, стопорящую гайку от откручивания. Подвеска оборудована лопастными гидравлическими амортизаторами, при этом внешняя часть балансира закреплена в опоре.
Данный танк прошел модернизацию, представляющую собой комплекс конструктивных и технологических мероприятий, направленных на повышение боевых и технических характеристик танков и продление их жизненного цикла. Однако, производимые при модернизации мероприятия, такие, как повышение броневой защиты и мощности вооружения танка, привело к увеличению его массы, что в свою очередь, привело к повыщению нагрузок на элементы ходовой части танка. В связи с этим возникает необходимость доработки указанной ходовой части таким образом, чтобы ее составляющие узлы и их отдельные
2002130018
в 62 D 55/08
конструктивные элементы обладали механической прочностью при повышенных статических и динамических нагрузках.
Известна ходовая часть модернизированного танка Т-62 (см, кн. Мураховский В.И., Павлов Н.В. и др. Современные танки, М., Арсенал-пресс, 1995 г., с. 204-209), выбранная в качестве прототипа, содержащая гусеничный движитель, включающий гусеницу с направляющими гребнями, опорные катки с двумя резиновыми шинами, ведущие колеса с зубчатыми венцами, закрепленными на ступицах болтовым креплением и стопорной отгибной планкой, и торсионные подвески опорных катков, установленные в кронштейнах балансиров, при этом хвостовик балансира установлен в полимерной втулке, а подвески снабженны гидравлическими амортизаторами лопастного типа.
В процессе модернизации танка было проведено дополнительное бронирование корпуса, башни и днища, установлен более мощный двигатель. А так как перечисленные мероприятия привели к наращиванию массы танка и увеличению нагрузки на его ходовую часть, то была произведена доработка некоторых узлов последней.
Для увеличения плавности хода динамический ход опорных катков увеличен со 135-149 мм ДО162-182 мм за счет применения торсионных валов, изготовленных из стали электрошлакового переплава и прошедших двойной цикл заневоливания.
Для предохранения от сбрасывания гусеницы с резинометаллического шарнира (РМШ) к ступице ведущего колеса приварен ограничительный диск.
Для повышения коэффициента сцепления гусеницы с грунтом увеличена высота грунтозацепов и изменен рисунок опорной поверхности трака.
Был повышен ресурс работы гусеницы за счет усиления РМШ.
Для снижения уровня колебаний и исключения пробоя подвесок на узлах подвесок вторых опорных катков при модернизации дополнительно установлены два гидравлических амортизатора. Однако, полностью проблема сохранения ресурса не была решена, поскольку при увеличении массы танка возросли и инерционные нагрузки, вызывающие пробой подвесок, повышение раскачивания корпуса в процессе движения, а также жесткое взаимодействие упоров балансиров с ограничителями хода опорного катка, установленными на корпусе.
Повышение массы модернизированного танка при модернизации привело к перегружению опорных катков и повышенной деформации их шин. При этом зоне взаимодействия шины с металлической беговой дорожкой возникают высокие
контактные напряжения и, как следствие, происходит быстрое разрушение шин. Снижение контактных напряжений за счет изменения конструкции опорного катка возможно за счет увеличения толщины резинового массива шины, однако это ведет к разунификации танковых опорных катков и увеличению их номенклатуры.
В этой связи представляется возможным использовать для модернизированного танка Т-62 гусеницы с РМШ параллельного типа, на которых возможно выполнение резиновой беговой дорожки под опорные катки. В этом .случае зона пятна контакта у опорного катка увеличивается (за счет деформации резины беговой дорожки гусеницы), что существенно уменьшает контактные напряжения, обеспечивая работоспособность шин опорных катков.
Изготовленные образцы модернизированных танков Т-62 с реализацией массы танка свыше 40,5 тонн и мощностью двигателя свыше 620 л.с. показали, что штатные узлы ходовой части работают недостаточно надежно и выходят из строя до достижения гарантийной наработки.
В связи с вышеизложенным к недостаткам известной ходовой части относится следующее:
-повышенный износ шин опорных катков в следствии высоких контактных напряжений в зоне взаимодействия шины с беговой дорожкой;
-быстрый износ хвостовиков балансиров в связи с высокой нагруженностью подвесок и опорных катков;
-низкая энергоемкость штатных гидравлических амортизаторов;
-низкая надежность болтового крепления венцов ведущих колес из-за высоких тяговых усилий, вызванных увеличением массы танка.
Отмеченные выще недостатки, заключающиеся в снижении работоспособности опорных катков, узлов подвески, включая опору балансира, ведущие колеса и амортизатор, снижают надежность ходовой части модернизированного танка Т-62.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в обеспечении надежности ходовой части танка в условиях увеличения его массы при модернизации, путем повышения работоспособности ее узлов и их отдельных конструктивных элементов.
Поставленная задача решается тем, что в ходовой части ВГМ, например модернизированного танка Т-62, содержащей гусеничный движитель, включающий гусеницу с направляющими гребнями, опорные катки с двумя резиновыми щинами, закрепленными на бандажах, и проемом между бандажами под направляющий гребень гусеницы, ведущие колеса с зубчатыми венцами, закрепленными на ступицах с использованием болтового крепления и стопорной отгибной планки, и торсионные подвески опорных катков, установленные в опорах балансиров ВГМ и снабженные гидравлическими амортизаторами лопастного типа, согласно изобретению, установленные в ней гидравлические амортизаторы доработаны с обеспечением повыщения их сопротивления на прямом ходу подвески, например, путем выполнения проходного сечения дроссельного устройства перепуска рабочей жидкости между камерами амортизатора переменным, плавно уменьшающимся от статического положения в сторону прямого хода и полного или частичного отключения перепускного клапана рабочей жидкости, а на хвостовиках балансиров подвесок опорных катков через игольчатые ролики установлены втулки, с образованием подшипников качения, внутренняя поверхность втулок в зоне торцов роликов снабжена проточками, в которых установлены уплотнения подщипника, а наружная поверхность втулок выполнена цилиндрической с возможностью продольного перемещения в отверстии опоры балансира ВГМ, при этом в болтовом креплении венцов ведущих колес гайки снабжены опорными хвостовиками, непосредственно взаимодействующими с дисками ступицы, а в опорных отгибных планках выполнены сквозные отверстия под упомянутые хвостовики гаек.
Наилучший результат при решении поставленной задачи может быть достигнут при установке в заявляемой ходовой части гусеницы с РМШ параллельного типа, с двухзвенными, обрезиненными под шиной опорного ката траками, с направляющим гребнем, у которого рабочая поверхность снабжена центрирующей и заходной частями, причем центрирующая часть гребня выполнена высотой, равной 1,0...1,1 толщины шины опорного катка, и образована двумя перпендикулярными основанию боковыми плоскостями с размером между ними, равным 0,85...0,90 от ширины проема в опорном катке под направляющий гребень, а заходная часть выполнена с уклоном 5°...8° в сторону вершины гребня и скруглена у вершин радиусом, равным 0,25...0,35 ширины проема.
Анализ отличительных признаков показал, что:
- доработка гидравлических амортизаторов лопастного типа с обеспечением повышения их сопротивления на прямом ходу подвески позволяет повысить энергоемкость штатного амортизатора, что в свою очередь улучшает технические характеристики заявляемой ходовой части (обеспечение снижения уровня колебаний корпуса в процессе движения танка, исключение пробоя подвесок и т. п.) и повышает ее надежность. Исходя из того, что для гидравлических устройств, в том числе амортизаторов, развиваемое усилие зависит от плошади проходного сечения дроссельного устройства, можно уменьшить общее проходное сечение, например перекрыв клапан пропуска рабочей жидкости до определенного уровня. Но в этом случае сопротивление амортизатора при любом положении лопасти будет одинаково большим, что неприемлемо для транспортного средства, поскольку малейшее препятствие под гусеницей будет вызывать большие усилия, передаваемые на корпус. В этой связи целесообразно, чтобы в зоне малых ходов опорных катков (на малых препятствиях) эти усилия были минимальными с увеличением их при увеличении хода опорного катка от его статического положения;
установка на хвостовиках балансиров подвесок через игольчатые ролики опорных катков втулок, с образованием подшипника качения, позволяет уменьшить износовые явления в хвостовиках балйнсиров, что способствует повышению надежности ходовой части;
снабжение гаек в болтовом креплении венцов ведущих колес опорными хвостовиками, непосредственно взаимодействующими с дисками ступицы, обеспечивает более надежное стопорение выщеупомянутых гаек с обеспечением контакта их торцов с телом диска, повышая тем самым стабильность плотности стыка венцов и дисков ведущих колес, что повышает надежность ходовой части;
установка гусеницы с резинометаллическим шарниром параллельного типа, с двухзвенными, обрезиненными под шину опорного катка траками, предупреждает преждевременный выход из строя резиновых шин опорных катков за счет уменьшения удельных давлений на беговых дорожках;
выполнение направляющего гребня трака гусеницы с центрирующей и заходной частью таким образом, что центрирующая часть гребня высотой 1,0...1,1 толщины щины опорного катка образована двумя перпендикулярными
основанию боковыми плоскостями с размером между ними 0,85...0,90 от ширины ироема в онорном катке под направляющий гребень, а заходная часть выполнена с уклоном 5°-8° сторону вершины гребня и скруглена у вершины радиусом 0,25...О, 35 от ширины проема, обеспечивает надежное взаимодействие направляюшего гребня трака с опорными катками и исключает возможность схода гусеницы во время движения танка.
Суш;ность изобретения поясняется чертежами, где изображено:
фиг. 1 - ходовая часть ВГМ, вид сбоку;
фиг. 2 - вид А на фиг. 1, где изображен направляюш;ий гребень трака в проеме
между бандажами опорного катка;
фиг. 3 - вид Б на фиг. 1, где увеличено изображена часть ведущего колеса;
фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3, где изображено крепление зубчатого венпа на ступице
ведущего колеса;
фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1, где изображена установка торсиона подвески
опорных катков в опоре балансира;
фиг. 6 - вид Д на фиг. 1, где изображен гидравлический амортизатор подвески.
Ходовая часть ВГМ, например модернизированного танка Т-62, содержит гусеничный движитель (фиг. 1), включающий гусеницу 1, с направляющими гребнями 2, опорные катки 3, ведущие колеса 4, и торсионные подвески 5 опорных катков 3. Торсионные подвески 5 установлены в опорах 6 балансиров 7 и снабжены гидравлическими амортизаторами 8 лопастного типа.
Опорные катки 3 (фиг.2) выполнены сдвоенными, с двумя резиновыми шинами 9, закрепленными на бандажах 10, и с проемами между бандажами 10 под направляющий гребень 2 шириной в.
Гусеница 1 металлическая мелкозвенчатая с резинометаллическими шарнирами параллельного типа. Трак 11 состоит из двух штампованных звеньев 12 и может быть выполнен как со штатными грунтозацепами, так и так и с асфальтоходным башмаком 13, как изображено на фиг. 2. С внутренней стороны трака 11 привулканизированы резиновые подушки 14, образующие после сборки гусеницы резиновую беговую дорожку для опорных катков 3./
При модернизации танка Т-62 может быть использована серийно выпускаемая гусеница для танка Т-80 с доработкой направляющих гребней для соответствия их межребордному пространству опорных катков танка Т-62.
Рабочая поверхность гребня 2 выполнена с центрирующей 15 и заходной 16 частями. Центрирующая часть 15, высотой 1,0...1,1 от толщины h щины образована двумя перпендикулярными основанию плоскостями с размером между ними а, равным 0.85...0.90 от ширины проема в в опорном катке 3 под направляющий гребень 2. Заходная часть 17 выполнена с уклоном а, равным 5°...8°, в сторону верщины гребня 2 и скруглена вершины радиусом г, равным 0.25...0.35 от ширины проема в.
Ведущие колеса 4 содержат зубчатые венцы 17 (фиг. 3, 4), закрепленные на ступицах 18 болтами 19 с гайками 20 и стопорными отгибными планками 21. Каждая гайка 20 снабжена опорными хвостовиками 22, непосредственно взаимодействующими с дисками ступицы 18, а в стопорных отгибных планках 21 выполнены сквозные отверстия под упомянутые хвостовики 22 гаек 20.
При возросших тяговых усилий (в связи с увеличением массы танка), момент затяжки претерпел увеличение. Затягивание гаек 20 с большим моментом вызывает смятие мягкой планки 21. Использование сравнительно твердых гаек 20 с опорными хвостовиками 22 и планок 21 меньшей твердости с отверстиями под упомянутые хвостовики 22 обеспечивает непосредственный контакт гайки 20 со ступицей 18, обеспечивая тем самым плотность стыка между венцом 17 и ступицей 18 ведушего колеса при возросших нагрузках.
На хвостовиках 23 балансиров опорных катков (фиг. 5) в проточках установлены игольчатые ролики 24 и ограничительные разрезные кольца 25 круглого сечения. Через игольчатые ролики 24 установлены втулки 26 с образованием подшипника качения. Втулки 26 фиксируются на хвостовиках 23 балансиров с помощью проставочных колец 27 и 28 и стопорного кольца 29. Наружная поверхность втулок 26 вьшолнена цилиндрической с возможностью продольного перемещения в отверстии опоры балансира ВГМ. На внутренней поверхности втулок 26 в зоне торцов роликов 24 выполнены проточки 30 и 31, в которые установлены уплотнения подшипникового узла в виде резиновых колец 32 и фторопластовых колец 33.
в гидравлическом амортизаторе 8 (фиг. 6) лопасти 34 и перегородки 35 образуют во внутренней полости корпуса 36 амортизатора четыре рабочие камеры, две го которых являются камерами 37 прямого хода, две другие - камерами 38 обратного хода. Камеры 37 прямого хода соединены с камерами 38 обратного хода только через дросселирующий зазор 5 между лопастью 34 и корпусом 36. При этом величина дросселирующего зазора 8 выполнена максимальной в зоне статического положения лопасти 34. плавно уменьшающейся в направлении прямого и обратного ее хода. В конкретном случае, при модернизации танка Т-62 корпус штатного амортизатора доработан путем вьшолнения внутренней полости корпуса 36 по форме овала. При этом клапан 39 прямого хода отключен путем установки шайбы 40 и поджатия ее гайкой 41. Вьшолнение рабочего контура полости корпуса амортизатора в виде овала в зоне рабочего хода лопастей 34 позволяет получить максимальное значение дросселирующего зазора 5при положении лопасти, близком к статическому, с плавным его уменьшением до разделительных перегородок 35. При таком вьшолнении рабочего контура, характеристика амортизатора зависит как от скорости поворота лопасти 34. так и от угла поворота лопасти 34 от статического положения (т. е. положения лопасти 34 в амортизаторе). Указанный рабочий контур не сложно получить технологически на стандартном оборудовании.
Балансир 7 подвески 5 связан рычагом 42 (фиг. 1) с валом 43 гидравлическим амортизатором 8. В качестве упругого элемента используется торсионный вал 44.
Работает ходовая часть военной гусеничной машины следующим образом.
При движении танка опорные катки 3 перемещаются по обрезиненным беговым дорожкам. При взаимодействии массивных резкиовых шин 9 катков 3 с обрезиненными подушками 13 траков, образуюших беговую дорожку, образуется большее пятно контакта (существе1шо большее, чем при взаимодействии шин с не обрезиненными звеньями траков). Удельное давление в зоне взаимодействия при этом уменьшается, уменьшая уровень контактных напряжений, что предупреждает выход из строя резиновых шин 9 опорных катков 3.
В процессе движения танка, в особенности в условиях поворота, направление его движения и вращения его опорных катков 3 изменяется, в частности устройствами поворота танка. В то же время гусеница, взаимодействующая своей опорной
Работа.
поверхностью с грунтом, в начальный момент поворота сохраняет свое пространственное положение. Вследствие этого, опорные катки 3 своими бандажами 10 вступают во взаимодействие с рабочей поверхностью гребней 2 (центрирующей 15 при небольших поворотах или заходной 16 - при больших). В том случае, если соотношение между рабочими поверхностями 15 и 16 гребня 2, радиусом г при его вершине и обшей высотой гребня 2 будет выбрано не правильно (без учета особенностей и толшины h опорного катка 3, рабочего зозора между бандажом 10 и гребнем 2, величина которого в общем случае определяется, как (в - а), фиг. 2), то возможно набегание опорного катка 3 шиной 9 на гребень 2 и, как правило, разрушение шины (вырывы, сколы и т. п.). Поэтому при проектировании учитывают то, что каток 3, поднятый на вершину гребня 2, должен под влиянием действуюших сил сползать обратно на беговую дорожку. В соответствии с этим в настояшей полезной модели оптимизированы параметры гребня:
-высота центрирующей части 15 соответствует размеру 1,0...1,1 от h (толщины шины 9). Такая ее высота обеспечивает взаимодействие гребня 2 с ребордой бандажа 10 с минимальным боковым давлением. В результате в зоне указанного взаимодействия уменьшается сила трения, что снижает износ гребня;
-выполнение заходной части 16 с уклоном а, равным 5°...8°, в сторону вершины гребня 2 и скругление вершины радиусом г, равным 0.25...0.35 от ширины проема в, определяет оптимальную высоту гребня 2 и обеспечивает свободное вхождение гребня в проем в катка 3 и исключает нештатное взаимодействие гребня 2 с шиной 9, разрушающего последнюю (вырывы и скосы шины);
-ширина а центрирующей части 16, равная 0,85...0,90 от ширины проема в в опорном катке 3 обеспечивает свободное вхождение гребня в указанный проем.
Внутренняя полость 36 гидравлического амортизатора 8 дорабатывается с приданием ей формы овала. Овал располагается таким образом, чтобы при закреплении амортизатора к корпусу, лопасти 34 в статическом положении танка располагались с образованием зазора S между лопастью 34 и корпусом 36, близкого к максимальному.
стрелке на фиг. 6). Рабочая жидкость из камер 37 прямого хода через дросселирующий зазор 5. вытесняется в камеры 38 обратного хода. При малых ходах опорного катка 3. что соответствует движению танка по мелким неровностям, сопротивление амортизатора мало, т.к. проходное сечение дросселирующего зазора 8 практически наибольщее. Тряска и толчки от мелких неровностей на корпус танка не передаются.
При наезде танка на более крупные неровности балансир 7 перемещается на значительную величину, лопасть 34 поворачивается на больщий угол. При этом зазор 8 уменьшается, а т.к. клапан 40 прямого хода отключен, то жидкость из камер 37 прямого хода может перетекать в камеры 38 обратного хода только через зазор S. Таким образом, при больщих углах поворота лопасти 34, вплоть до максимальных, сопротивление амортизатора возрастает в связи с плавным уменьшением проходного сечения дросселирующего зазора 8, при этом возрастает и энергоемкость амортизатора. Вероятность пробоя подвески при этом уменьшается, что благоприятно сказывается на плавности хода танка. При обратном ходе лопасти 34. что соответствует сходу опорного катка 3 с препятствия, последняя перемещается в направлении, противоположном показанному на фиг 6. Вытеснение жидкости осуществляется через дросселирующий зазор д. который за статическим положением лопасти 34 также уменьщается, предотвращая резкие удары опорного катка 3 на обратном ходу.
Замена подшипника скольжения на хвостовике 23 балансира на игольчатый подшипник качения позволяет значительно снизить износ хвостовика 23 предотвратить перекос балансира 7, что обеспечивает равномерное распределение нагрузок на шину 9 опорного катка 3, повышая тем самым ресурс шины 9 опорного катка 3.
Надежность крепления венцов 17 ведущего колеса 4 при рабочих нагрхзках обеспечивается путем сохранения плотности стыка между венцом 17 и ступицей 18. Кроме тяговых знакопеременных нагрузок на венцы 17 действуют ударно виброционные нагрузки, снижающие надежность стопорения гаек 20. Надежное стопорение гаек 20 и исключение самопроизвольного их отвинчивания обеспечивается применением отгибной планки 21, выполненной из мягкой стали и фиксируемой на хвостовиках 22 двух смежных гаек 20, и отгибаемой на грань гайки 20. При этом хвостовик 22 контактирует непосредственно с телом венца 17, исключая, даже при высоком уровне вибраций, нарушение плотности стыка.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает высокую надежность ходовой части танка в условиях увеличения его массы при модернизации , путем повышения надежности и работоспособности ее отдельных узлов, а именно, опорного катка, ведущего колеса и балансира подвески, что соответствует решению поставленной технической задачи. Кроме того, дополнительно, за счет доработки гидравлического амортизатора, снижается уровень перегрузок экипажа во время движения ВГМ.