ШИНА ДЛЯ ВЕЗДЕХОДНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности, к конструкции шин для внедорожных транспортных средств универсального или специального назначения, предназначенным для передвижения в условиях бездорожья, по слабым грунтам для перевозки людей и оборудования. Особенностью таких транспортных средств является использование специальных крупногабаритных (широкопрофильных) шин низкого и сверхнизкого давления, предназначенного для использования на транспортных средствах, передвигающихся по бездорожью и по грунтам с малой несущей способностью и обеспечивающих им плавучесть.
Известна шина повышенной проходимости, включающий грунтозацепы типа "косая елка", направленные под углом к экваториальной плоскости и разделенные выемками и/или канавками на отдельные блоки, канавки протектора, прилегающие к центральным блокам, ориентированы в меридиональном направлении под углом 85-95° к экваториальной плоскости, а канавки, ориентированные в окружном направлении, выполнены от ближайшего края беговой дорожки протектора на расстоянии, равном 0,5-0,7 расстояния от центральных блоков до того же края беговой дорожки, направлены параллельно экватору либо с отклонением от направления экваториальной плоскости не более чем на 20° (RU №2025288, В60С 11/11, опубл. 30.12.1994).
Недостаток данного рисунка заключается в том, что наклон к экваториальной плоскости канавок, расчленяющих грунтозацепы, не обеспечивает эффективного отвода грунта, обладающего повышенными адгезивными качествами, из зоны взаимодействия шины с опорной поверхностью, особенно резко этот недостаток проявляется на увлажненных, легко деформируемых грунтах. Это обуславливает залипание протектора, ухудшая его самоочищаемость и, как следствие, снижаются тягово-сцепные свойства. Кроме того, при большом шаге между поперечными рядами
грунтозацепов с каждого борта приводит к изменению площади пятна контакта шины с опорной поверхностью, что негативно сказывается на управляемости транспортного средства при поворотах.
Известен рисунок протектора шины повышенной проходимости, характеризующийся композиционным построением, включающим два ребра, расположенных в поперечном направлении беговой дорожки, имеющих U-образную форму с дугообразным изгибом, чередованием коротких и длинных ребер через ряд в окружном направлении, выполнением боковых шашечных элементов в ребрах в форме параллелограммов со скругленными углами, расположением ребер по дуге с углом уменьшения от 50 до 25° от центра к краю беговой дорожки относительно меридиана, выполнением центральной шашки в ребрах в виде параллелограмма со скошенными по изгибу дуги углами верхней грани и выемкой со стороны нижней грани (RU промышленный образец №47529, 12-15, опубл. 16.07.2000).
При таком рисунке шина обладает достаточной проходимостью на твердых грунтах, но на грунтах увлажненных с повышенной адгезивностью происходит залипание протектора в зоне экваториальной плоскости за счет заполнения впадин и щелей грунтом, который при деформации шины и грунтозацепов протектора не самоочищается. Этот происходит из-за того, что при залипании грунтозацепов в этой зоне работают боковые грунтозацепы, расстояние между которыми выполнено более двух толщин грунтозацепов в любом из рядов. И захватываемый этими боковыми грунтозацепами грунт не позволяет выдавливаться залипшему в экваториальной зоне грунту. Самоочищаемость протектора зависит от величины коэффициента запрессовки грунта во впадинах протектора (Каучук и резина, 1986, N 3, с.6-8) и от величины прочности связи частиц грунта. Поэтому выбор расстояний между грунтозацепами должен определяться с не только с учетом этой зависимости, но и типом шины по давлению, особенно когда речь идет о грунтах с легко деформируемым (сминаемым или снимаемым) покрытием.
Известна шина для транспортных средств сельскохозяйственного назначения, представляющая собой шину для сельскохозяйственной техники
типа Belshina Бел-44 с грунтозацепами, расположенными в виде рисунка «елочка» (описание и рисунок шины Belshina Бел-44, выложенные в режиме он-лайн в Интернет на официальном сайге «АВТО МИР» по адресу:
http://tyres.iDirauto.net.ua/model 121 -3273/belshma/Bel_44.html, обнаружено 14.02.2008 г., рисунок представлен на фиг.1).
Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного объекта.
Недостаток данного решения заключается в высокой жесткости шины в зоне контакта и агрессивности грунтозацепов, обеспечивающих срыв грунта. Кроме того, при постановке на мосты колесного транспортного средства несельскохозяйственного назначения сильно повышаются нагрузки на мосты и трансмиссию, уменьшающие срок службы транспортного средства. При высокой надежности и долговечности такая шина вполне соответствует требованиям шин для колес вездеходов, но недостаточная податливость в пятне контакта и формирование динамических нагрузок, приводящих к срыву грунта, не позволяет ее использовать для условий передвижения по слабонесущим грунтам.
Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по повышению изгибной податливости шины в зоне контакта (для повышения проходимости) и ограничению силы тяги колес (для недопущения перегрузок (поломок) деталей мостов) при использовании сельскохозяйственной шины типа Belshina Бел-44 для вездеходов и средств повышенной проходимости несельскохозяйственного назначения.
2
Достигаемый при этом технический результат заключается повышении эксплуатационных характеристик шины при ее эксплуатации при давлениях в камере в диапазоне 0,3-0,8 кгс/см, в частности проходимости и щадящего воздействия на слабые несущие грунты и снижении пиковых нагрузок на трансмиссию.
Указанный технический результат достигается тем, что в шине для вездеходных транспортных средств несельскохозяйственного назначения, представляющей собой шину для сельскохозяйственной техники типа Belshina Бел-44 с грунтозацепами, расположенными в виде рисунка «елочка», для
2
работы шины типа Belshina Бел-44 при давлениях в камере в диапазоне 0,3-0,8 кгс/см высота груитозацепов уменьшена путем срезания каждого грунтозацепа на одинаковую для всех грунтозацепов высоту, при этом в грунтозацепах выполнены в меридиональном направлении проточки путем прорезания в каждом грунтозацепе как минимум одной канавки глубиной, равной высоте грунтозацепа.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для достижения требуемого технического результате.
Настоящая полезная модель иллюстрируется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
На фиг.1 - изображена шина типа Belshina Бел-44, прототип;
на фиг.2 - шина согласно полезной модели.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается шина для вездеходных транспортных средств несельскохозяйственного назначения, которая представляет собой шину для сельскохозяйственной техники типа Belshina Бел-44 с грунтозацепами, расположенными в виде рисунка «елочка».
2
Для работы шины типа Belshina Бел-44 при давлениях в камере в диапазоне 0,3-0,8 кгс/см высота грунтозацепов уменьшена путем срезания каждого грунтозацепа на одинаковую для всех грунтозацепов высоту, при этом в грунтозацепах выполнены в меридиональном направлении проточки путем прорезания в каждом грунтозацепе как минимум одной канавки 1 глубиной, равной высоте грунтозацепа.
Шина для вездеходных транспортных средств создается путем доработки серийной шины, предназначенной для сельскохозяйственной техники. Доработка осуществляется с целью повышения нзгибной податливости шины в зоне контакта (для повышения проходимости) и ограничения силы тяги колес (для недопущения перегрузок (поломок) деталей мостов). Доработка включает в себя:
- снижение высоты грунтозацепов на величину h (уменьшение наружного диаметра шины с D1 до D1-2h);
- выполнение меридиональных проточек грунтозацепов;
2
- использование шины при давяениях в камере в диапазоне 0.3-0. S кгс/см.
Доработка может выполняться на готовой шине методами механической обработки (например - точением) или путем доработки технологического оборудования для изготовления шин.
При таком исполнении протектора существенно уменьшается залипание грунта в зонах между грунтазацепами, так как площади грунетозацепов стали практически равны площадям выемок и/или канавок. При этом шина сохраняет высокую проходимость не только за счет большой площади пятна контакта, но и за счет расположения грунтозацепов одного ребра напротив впадин между грунтозацепами смежно расположенных ребер. Выбор расположения ребер типа «косая елочка» обусловлен тем, что при движении происходит перемещение срываемого грунта по впадинам в направлении от экваториальной плоскости в краю беговой дорожки вследствие не только деформации протектора в зоне контакта, но и за счет разложения сил на составляющие по боковым стенкам грунтозацепов. Особенно это сильно проявляется при расположении канавок и/или впадин в экваториальной зоне под углом 45°. А смещение срываемого грунта в окружном направлении осуществляется при вращении шины за счет выдавливания грунта грунтозацепами следующего ряда. В то же время из-за хорошо развитых по площади впадин и/или канавок обеспечивается сохранность грунта за счет ограниченного контакта протектора с грунтом.
2
При этом снижается жесткость протектора, повышается податливость, при которой с учетом жесткости бортов становится возможным использовать шину при давлениях в камере в диапазоне 0,3-0,8 кгс/см. Для вездеходного транспортного средства это позволяет передвигаться по слабым несущим грунтам с щадящим воздействием на грунт и на силовые элементы мостов. При нагружении шины радиальной нагрузкой протектор входит в контакт с опорной поверхностью, захватывая частицы грунта. При выходе каждой зоны
протектора из контакта с опорной поверхностью шина приобретает равновесную конфигурацию, изменяя положение рисунка протектора, при котором грунт отпадает от грунтозацепов. А тот грунт, который оказался между грунтозацепами в расширенной области впадин под собственной тяжести в результате деформации основания протектора и центробежной силы от вращения колеса так же отпадает. Это обусловлено тем, что в зоне между грунтозацепами в данном протекторе отсутствует защемление грунта и его уплотнение, что как правило обуславливает залнпанне. Поэтому, единственное, что удерживает грунт на протекторе, это его адгезивность, то есть способность прилипать. Повышенная изгибная податливость в пятне контакта не только получение увеличенного по площади пятна контакта, ног и обеспечивает гашение пиковых нагрузок и работает как компенсатор роста момента, что позволяет исключить срыв грунта по причине превышения крутящего момента над силой сцепления с опорной поверхностью.
Настоящая полезная модель промышленно применима, так как может быть изготовлена с использованием известных технологий в шинной промышленности.