Ходовая часть гусеничной машины "ласковый зверь"

 

Использование: в области транспортного машиностроения, а именно для вездеходов. Сущность изобретения: ходовая часть гусеничной машины, содержащая широкопрофильную гусеницу, включающую в себя шарнирно связанные между собой траки и охватывающую опорные катки, а также механизм поворота, при этом траки смонтированы с зазором относительно друг друга и связаны шарнирами, а механизм поворота представляет собой связанные с рамой машины и с катками поворотно-подвижные элементы. 10 ил.

Ходовая часть гусеничной машины "Ласковый зверь" предназначена для оборудования различных машин и аппаратов (при проведении космических исследований других планет или при работах в иных средах обитания).

Машины с ходовой частью "Ласковый зверь " могут широко применяться у геологов, нефтяников, газовиков, в различных научно-поисковых экспедициях и т. д. , везде, где необходимы передвижение людей и доставка грузов в труднодоступные места, в любое время года - с минимально причиняемым уроном от оставляемых следов растительному покровному слою земли. Применение ходовой части "Ласковый зверь" возможно и на технике, используемой в сельском хозяйстве с целью сохранения плодородного слоя почвы.

Все известные и широко применяемые в настоящее время ходовые части гусеничной техники - вездеходов, тракторов и других машин (далее по тексту просто машин), как правило, выполнены из двух гусениц параллельного расположения. Индивидуально каждая такая гусеница способна двигаться только вперед или назад. Для выполнения поворота или разворота машины одной из гусениц проходится тормозить, а другой, испытывая повышенные нагрузки с усилием, разворачивать всю машину. При выполнении таких движений машины происходит вынужденный сдвиг и срез верхнего растительного слоя земли, а во время крутых разворотов образуются значительные рвы и ямы. Следы, оставляемые от таких машин на почве, носят губительный характер для растений, наносят трудновосполнимый ущерб природе в целом.

В машине с ходовой частью "Ласковый зверь" при выполнении поворотов происходит плавное изменение самой широкопрофильной гусеницы в горизонтальной плоскости по необходимому радиусу поворота. Гусеница принимает положение для движения машины по окружности. Эффект сдвига и среза почвы отсутствует.

Двухгусеничным машинам технически сложно использовать для опоры на грунт всю нижнюю габаритную площадь машины, так как в пространстве между гусеницами располагаются рама, корпус заднего моста с фрикционами, два бортовых редуктора и другие агрегаты.

Машина с ходовой частью "Ласковый зверь" лишена этого недостатка. Рама с агрегатами (задний мост с фрикционами вообще отсутствует за ненадобностью) располагается над широкопрофильной гусеницей и вся габаритная площадь машины используется для опоры на поверхность. Нагрузка (оказываемое давление) на единицу площади опоры от общего веса машины минимальна и, как следствие этого, увеличивается проходимость по рыхлому и зыбкому основанию, а причиняемый урон от следов машины растительному покровному слою земли сводится к минимуму. Наличие данной широкопрофильной гусеницы позволяет избежать такого неприятного явления, как зависание машины на раме и буксование в трясине или рыхлом снегу.

Преимущество машины с ходовой частью "Ласковый зверь" состоит и в том, что для преодоления водных преград корпус машины необязательно выполнять водонепроницаемым, сама ходовая часть может плавать и способна удержать на плаву всю массу машины. Это достигается за счет получаемого полезного водоизмещения катков ходовой части, которые в данный момент выполняют роль "понтонов".

На фиг. 1 изображен внешний вид спереди машины с ходовой частью "Ласковый зверь"; на фиг. 2 - внешний вид сбоку машины с ходовой частью "Ласковый зверь", на фиг. 3 - широкопрофильная гусеница, собранная из траков 1.

Для соединения между собой траков 1 и для изгибания гусеницы в горизонтальном направлении (при поворотах) в центральной зоне имеются шарниры 2 горизонтального действия. Для изгибания гусеницы при вращении вокруг катков в траках 1 имеются шарниры 3 вертикального действия. Между траками 1 имеется зазор для углового смещения траков относительно друг друга при поворотах гусеничной машины. Выступы 4 траков 1 образуют в центральной зоне с внутренней стороны своеобразный "бортик", который предназначен для взаимодействия катков с широкопрофильной гусеницей. Концевые загибы 5 на траках 1 служат в качестве "лыж" при боковых заносах машины.

На фиг. 4 изображен трак широкопрофильной гусеницы, который состоит из двух частей, соединенных шарнирами 3. Количество шарниров 3 и место их установки на траке может быть различное. Боковые стороны выступов 4 целесообразно выполнять под углом относительно осей катков, чтобы достичь плавности взаимодействия между конусной плоскостью катков и сторонами выступов. В выступах 4 находятся шарниры 2 горизонтального действия. На разрезе А-А показан соединительный палец 6 с гайкой, вставленный в отверстия и одновременно служащий шарниром горизонтального действия для выполнения угловых смещений траков относительно друг друга. На концах траков имеются концевые загибы 5.

На фиг. 5 изображено положение катков 7 в ходовой части. В центральной зоне между катками имеется проход, образованный конусной плоскостью соседних катков. Проход служит для продвижения выступов 4. На одной оси 8 катков возможна установка нескольких катков независимого вращения с целью исключения возникающих при поворотах нежелательных пробуксовок катков о гусеницу. На концах ось 8 катков имеет соединение с опорами 24 поворотно-подвижных элементов ходовой части.

На фиг. 6 изображена рама ходовой части при прямолинейном направлении движения гусеничной машины. Рама расположена над гусеницей и состоит из неподвижной части 9 (это может быть сам корпус машины) и поворотно-подвижных элементов 10-14. Количество поворотно-подвижных элементов может быть различное в зависимости от конструкции гусеничной машины. На неподвижной части 9 расположены поворотные шарниры 16 и 18, вокруг которых имеют вращение поворотно-подвижные элементы 11 и 13. поворотно-подвижные элементы 10 и 14 имеют вращение соответственно вокруг поворотных шарниров 15 и 17, которые расположены на поворотно-подвижном элементе 12 (на фиг. 6 поворотные шарниры 15 и 17 не показаны, так как проекция их осей при прямолинейном движении совпадает с проекциями поворотных шарниров 16 и 18, поворотные шарниры 15 и 17 показаны на фиг. 7). Все поворотно-подвижные элементы должны иметь перемещение по своим направляющим (роликовые или иного типа), которые обеспечивают свободное их перемещение и выполняют опорные функции между неподвижной частью 9 и поворотно-подвижными элементами. На фиг. 6 показаны только направляющие 19, обеспечивающие поперечное выдвижение поворотно-подвижного элемента 12 относительно неподвижной части 9, направляющие остальных поворотно-подвижных частей устанавливаются согласно технологическому решению.

Поворотный орган управления поворотно-подвижными элементами состоит из оси 20, установленной на неподвижной части 9, поворотного рычага 21, посаженного на ось 20, системы тяг 22 и соединительных шарниров 23, установленных на поворотно-подвижных элементах 10-14. Расположение и место установки поворотного органа для управления поворотно-подвижными элементами может быть различное. На поворотно-подвижных элементах имеются опоры 24 для соединения с осями 8 катков. При прямолинейном движении все оси катков располагаются параллельно. Выполнение поворота производится при поворачивании поворотного рычага 21 на оси 20 в требуемую сторону, при этом поворотный рычаг 21, соединенный с поворотно-подвижными элементами системой тяг 22, производит определенную установку катков 7 для выполнения поворота гусеничной машины. Схема работы и тип поворотного органа могут быть иными.

На фиг. 7 изображено положение поворотно-подвижных элементов 10-14, относительно неподвижной части 9 (а также относительно продольной оси гусеничной машины) при выполнении поворота. При этом происходит следующее: поворотно-подвижный элемент 10 поворачивается на поворотном шарике 15, который установлен на поворотно-подвижном элементе 12; поворотно-подвижный элемент 14 поворачивается на поворотном шарнире 17, который тоже установлен на поворотно-подвижном элементе 12. Поворотно-подвижный элемент 12 совершает поперечное движение в сторону относительно неподвижной части 9 по направляющим 19. Поворотно-подвижные элементы 11 и 13 поворачиваются соответственно на поворотных шарнирах 16 и 18, которые установлены на неподвижной части 9. Такое поворачивание поворотно-подвижных элементов относительно неподвижной части (продольной оси машины) позволяет устанавливать катки ходовой части и широкопрофильную гусеницу в положение для выполнения поворотов гусеничной машины при передвижении.

На фиг. 8 изображена широкопрофильная гусеница в положение, которое она принимает под действием катков ходовой части при выполнении поворотов гусеничной машины.

Передача крутящего момента и привод широкопрофильной гусеницы может быть осуществлен двумя способами.

По первому способу (фиг. 9) широкопрофильная гусеница получает привод от звездочки 25, расположенной над любой осью 8 катков, которая определена из расчета технически-удобного расположения узлов и агрегатов машины. При этом зубья звездочки 25 входят в зацепление с отверстиями 26, имеющимися на траках гусеницы. Зацепление производится в центральной зоне широкопрофильной гусеницы. При таком способе звездочка и ось катков под звездочкой должны иметь достаточную прижимную связь, чтобы исключить отход звездочки вверх от гусеницы и нарушение привода.

По второму способу (фиг. 10) крутящий момент передается через боковой редуктор 27 на любую технически удобную ось 8 катков, далее вращение передается на каток зависимого вращения 28, который находится на шлицах оси 8 в центральной зоне. Каток зависимого вращения 28 поперечными пальцами 29 снизу и сверху входит в зацепление с широкопрофильной гусеницей (в данном случае зацепление производится за выступы 4) и приводит гусеницу в движение. В целях снятия односторонней нагрузки на скручивание с оси 8 целесообразна установка двух боковых редукторов синхронного действия на концах оси 8.

Для гусеничной машины, в задачу которой входит передвижение с преодолением водных преград, непотопляемость обеспечивают пустотелые или заполненные легким материалом (например, пенопластом) катки ходовой части. Заполнение легким материалом производится в целях безопасности в случае нарушения герметичности. Количество и размеры катков для этого определяются расчетом в зависимости от полной массы машины, чтобы была обеспечена достаточная плавучесть и безопасность на воде. Движение гусеничной машины на воде осуществляется при помощи гребных действий траков широкопрофильной гусеницы, находящихся в нижнем положении под водой. Повороты производятся также, как и на твердом основании, при этом центр тяжести гусеничной машины всегда находится в среднем положении, так как перемещение катков-понтонов в стороны от продольной оси машины происходит с одинаковым объемом водоизмещения в каждую сторону.

Ходовая часть "Ласковый зверь" имеет следующие параметры: диаметр катков 1,0 м; количество поворотно-подвижных элементов с катками 5 шт; ширина ходовой части 3,2 м; длина ходовой части 6,5 м; высота конусной части катков на концах оси 0,35; ширина прохода выступов 0,15 м; высота прохода выступов 0,2 м. Общим объем катков ходовой части 10,73 м³. Площадь опоры широкопрофильной гусеницы на основание 13,75 м².

Исходя из условия сохранения достаточной плавучести и принимая возможность допустимого полезного использования водоизмещения катков и гусеницы, находящейся в подводном положении, - 70% от общего водоизмещения, имеем, что полная масса гусеничной машины с данной ходовой частью для безопасного преодоления водных преград должна составлять не более 7,6 т. Давление, создаваемое широкопрофильной гусеницей на основание, при полной массе гусеничной машины 7,6 т составляет 55 г/см². (56) Патент США N 2925873, кл. В 62 М 27/02, 1960.

Формула изобретения

Ходовая часть гусеничной машины, содержащая широкопрофильную гусеницу, включающую в себя шарнирно связанные между собой траки и охватывающую опорные катки, а также механизм поворота, отличающаяся тем, что траки смонтированы с зазором друг относительно друга и связаны между собой в центральной зоне вертикальными шарнирами, при этом каждый трак выполнен по крайней мере из двух частей, связанных между собой горизонтальными шарнирами, а механизм поворота представляет собой связанные с рамой машины и с катками поворотно- подвижные элементы, шарнирно соединенные между собой с возможностью углового и поперечного смещения относительно продольной оси машины и кинематически с поворотным органом для углового смещения катков и изгиба гусеницы при повороте гусеничной машины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10