Трак со съемной накладкой гусеницы транспортного средства

Трак со съемной накладкой гусеницы транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, преимущественно к асфальтоходным гусеничным лентам транспортных средств со съемными асфальтоходными накладками на звеньях траков, в частности к асфальтоходным гусеницам, разработанным для танка Т-80У, и может быть использовано в ходовой части других военно-гусеничных машин (ВГМ).

Общеизвестно, что для движения гусеничных средств по дорогам с улучшенным покрытием применяются, с целью исключения повреждения дорожного покрытия, гусеницы, именуемые как асфальтоходные, с упругим полимером, взаимодействующим с дорожным покрытием. При этом для танка не менее важным остается сохранение возможности движения на таких гусеницах и в условиях бездорожья.

Так, известны танковые асфальтоходные гусеницы с параллельным резино-металлическим шарниром (РМШ), по патентам заявителя №33925 [1] и №35620 [2] с траками, выполненными со звеньями, на которых в верхней части привулканизована резиновая беговая дорожка для взаимодействия с резиновой шиной опорного катка, а со стороны грунта привулканизована асфальтоходная подушка.

Однако описанная конструкция асфальтоходного звена трака изначально имеет недостаток, присущий всем конструкциям гусениц с несъемными элементами, обеспечивающими асфальтоходность, а именно сложность восстановления (а иногда полное отсутствие возможности восстановления) или замены изношенной асфальтоходной подушки звеньев, в то время как все остальные элементы траков сохраняются в хорошем работоспособном состоянии.

Известны гусеницы со съемными асфальтоходными элементами (в целях единства терминологии именуемых в дальнейшем съемными накладками), у которых накладка, обеспечивающая асфальтоходность, заменяется после износа закрепленной на ней резиновой подушки, благодаря чему продляется срок службы гусеницы в целом. Несмотря на более высокую стоимость асфальтоходных гусениц со съемными накладками и меньшую технологичность в изготовлении такие гусеницы выглядят более экономичными в эксплуатации. Эти гусеницы в различных вариантах крепления съемной накладки используются практически на всех современных зарубежных и, в последнее время, отечественных танках. В частности для гусениц отечественного танка Т-80У с параллельным РМШ нашли применение съемные накладки с удерживающим фиксатором, расположенным сбоку звена трака, см. например, патент на полезную модель заявителя №7081 [3]. Полезная модель [3] содержит звено трака и снабженную резиновой подушкой съемную накладку, которая крепится к звену с помощью двусторонне устанавливаемых фиксирующих пальцев с цилиндрической головкой и стопорным кольцом на хвостовике в отверстия ушек накладки и ушек звена. Недостатком данной полезной модели является образование перекосов пальцев во время эксплуатации с защемлением его, вызывающим срезание цилиндрической головки и последующее отсоединение накладки от звена.

Известно изобретение «Трак гусеницы транспортного средства и способ его сборки» по патенту №2181330 [4], усовершенствующее полезную модель [3]. Устройство «Трак гусеницы транспортного средства» по патенту №2181330 принято за прототип для заявляемой полезной модели.

Трак гусеницы транспортного средства [4] также имеет высокий ресурс в эксплуатации благодаря возможности замены съемной накладки после износа ее резиновой подушки и устроен следующим образом. На каждом звене трака с одной стороны выполнена обрезиненная беговая дорожка, а с другой стороны - посадочное место, в котором устанавливается съемная накладка, содержащая опорную пластину с ушком и привулканизованную к пластине резиновую подушку. Торцевые поверхности опорной пластины по периметру выполнены с возможностью использования в качестве ограничительных элементов от смещения накладки с посадочных мест звена и находятся во взаимодействии с буртами посадочного места. Между горизонтальной поверхностью посадочного места и ответной поверхностью пластины накладки проложены демпфирующие резиновые пластины. В каждом звене выполнены проушины, между которыми располагается упомянутое ушко пластины (ушко накладки). Через отверстия проушин и отверстие ушка проходит фиксирующий цилиндрический палец с упорной головкой - с одной его стороны и с хвостовиком - с другой стороны. Хвостовик снабжен направляющим конусом, за которым выполнена проточка. В проточке размещено пружинное разрезное кольцо, на котором выполнен заходный конус. Величина этого конуса для уменьшения сил трения при установке пальца назначалась существенно меньшей, чем у угла направляющего конуса хвостовика. В рабочем положении, когда пружинное разрезное кольцо после прохождения отверстий при сборке разжимается, оно взаимодействует с одной стороны с торцом проушины, с другой стороны с торцом проточки, обращенной к хвостовику, тем самым удерживает палец от обратного выпадения из отверстий проушин звена. Вследствие этого пружинное разрезное кольцо часто называют обратным.

Отверстия проушин и отверстие ушка выполнены цилиндрической формы с одинаковым диаметром. Это делалось исходя из соображений исключения перемещений накладки относительно фиксирующего пальца, а в конечном итоге, относительно звена трака.

Как следует из описания прототипа для сборки такого трака был разработан специальный способ, позволяющий осуществлять сборку не только в заводских условиях на специальном оборудовании, но и в полевых условиях. При реализации способа использовалась специальная струбцина, с помощью которой производилось обеспечение соосности отверстий в проушинах звена с отверстием в ушке накладки путем поджатия демпфирующих резиновых пластин, и только после этого фиксирующий палец получал возможность устанавливаться на свое рабочее место. Для улучшения собираемости по направлению установки пальца в отверстиях на внутренней проушине звена и ушке накладки выполнялись направляющие фаски.

Однако предложенная конструкция трака гусеницы транспортного средства имела ряд конструктивных недостатков, в частности затрудняющих условия его изготовления и сборки.

К этим недостаткам относятся:

- сложность обеспечения соосности отверстий в проушинах звена и ушке накладки при установке фиксирующего пальца. В результате, если упомянутая соосность не обеспечивалась, например, в связи с недостаточным поджатием пластины накладки к звену (ось отверстия в ушке не доходит до совпадения с осью отверстий в проушинах), либо чрезмерным поджатием (ось отверстия в ушке переходит ось отверстий в проушинах), то в местах перехода (из отверстия проушины звена в отверстие ушка и наоборот) происходил перекос разрезного пружинного кольца с деформациями за пределами зоны упругости металла и потерей формы кольца. В эксплуатации, если при установке накладки для обеспечения соосности отмеченных отверстий не проводился неоднократный замер соосности, с последующим обеспечением его необходимого уровня, то это приводило к утрате надежности фиксации съемной накладки на звене и утере отдельных съемных накладок в гусенице;

- необходимость обеспечения при изготовлении высокой точности совпадения размера в звене, замеренного между осью отверстий в проушинах и горизонтальной поверхностью посадочного места звена, и ответного (по условиям взаимодействия поверхностей) размера в накладке, замеренного между осью отверстия в ушке и опорной поверхностью пластины в накладке. В результате, если рассматриваемый размер в звене обеспечивался меньшим, чем ответный размер в накладке, то при движении гусеничной машины нагрузки, воспринимаемые асфальтоходной накладкой, передаются на звено не через посадочное место, а через фиксирующий палец, при прочих равных условиях вызывая чрезмерные напряжения в ушке. В эксплуатации это приводило к отрыву ушка с утерей отдельных съемных накладок в гусенице.

Тем самым недостатки прототипа заключаются в сложности сборки трака со съемной накладкой асфальтоходной гусеницы транспортного средства и высокой трудоемкости при его изготовлении.

Задачей настоящего изобретения является повышение технологичности изготовления и сборки трака со съемной накладкой асфальтоходной гусеницы транспортного средства.

При решении поставленной задачи изобретением достигается следующий технический результат:

- упрощение условий сборки, в том числе с возможностью отказа от специального применяемого инструмента (струбцины и мерительного валика);

- упрощение технологии изготовления;

- повышение надежности крепления съемной накладки в звене трака.

Поставленная задача решается тем, что в траке гусеницы транспортного средства, содержащем звено с посадочным местом и проушинами для закрепления съемной накладки, обрезиненную съемную накладку с опорной пластиной и ушком, установленный в отверстиях проушин звена и отверстии ушка накладки фиксирующий палец с направляющим конусом в хвостовике, проточкой, выполненной в зоне хвостовика, и обратным пружинным разрезным кольцом, размещенным в проточке, отверстия в проушинах звена выполнены с возможностью обеспечения только продольного перемещения пальца, а отверстие в ушке - с возможностью обеспечения продольного и, дополнительно, поперечного перемещения ушка съемной накладки относительно пальца, при этом на упомянутом пружинном кольце в продолжение конуса хвостовика пальца выполнен заходный конус, причем величина угла этого конуса, при замере его у пружинного кольца, находящегося в состоянии обжатия на проточке фиксирующего пальца, обеспечена равной величине угла направляющего конуса хвостовика пальца, а диаметральные размеры заходного конуса пружинного кольца, находящегося в том же состоянии, выполнены с обеспечением их расположения в пределах образующей конической поверхности направляющего конуса хвостовика пальца.

При этом наилучший результат достигается при выполнении накладки в вариантах, у которых:

- отверстие в ушке выполнено по форме окружности с обеспечением возможности поперечного перемещения ушка съемной накладки в радиальном направлении относительно фиксирующего пальца;

- отверстие в ушке выполнено по форме эллипсообразного овала и расположено с обеспечением возможности поперечного перемещение ушка съемной накладки относительно фиксирующего пальца, преимущественно в вертикальном направлении.

Анализ отличительных признаков изобретения показал, что:

- выполнение отверстий в проушинах звена с возможностью обеспечения только продольного перемещения фиксирующего пальца, а отверстия в ушке - с возможностью обеспечения продольного и, дополнительно, поперечного перемещения ушка съемной накладки относительно фиксирующего пальца обеспечивает свободный заход разрезного пружинного кольца в отверстие в ушке при сборке и предупреждает возможность возникновения его закусываний и заеданий с потерей заданной геометрической формы, требуемой для стопорения фиксирующего пальца;

- выполнение на упомянутом пружинном кольце заходного конуса в продолжение направляющего конуса хвостовика пальца с величиной угла конуса на пружинном кольце, равной величине угла направляющего конуса хвостовика пальца (при замере величины угла у пружинного кольца, находящегося в состоянии обжатия на проточке фиксирующего пальца), позволяет устранить вероятность перекосов разрезного пружинного кольца в месте перехода из отверстия ушка в проушину звена, сохраняя возможность восстановления заданной формы у свободного от обжатия пружинного кольца после прохождения отверстий. Этой же цели служит выполнение диаметральных размеров заходного конуса пружинного кольца с обеспечением их расположения в пределах образующей конической поверхности направляющего конуса хвостовика пальца;

- выполнение отверстия в ушке по форме окружности обеспечивает возможность поперечного перемещения ушка съемной накладки в радиальном направлении относительно фиксирующего пальца и является наиболее технологичным, в то же время обеспечивая достаточную свободу при заходе разрезного пружинного кольца в отверстие в ушке при сборке. Одновременно достигается разгрузка ушка от нагрузок, воздействующих на съемную накладку со стороны грунта в процессе эксплуатации трака;

- выполнение отверстия в ушке по форме эллипсообразного овала и ориентация его в ушке с обеспечением возможности поперечного перемещение ушка съемной накладки относительно фиксирующего пальца, преимущественно, в вертикальном направлении является возможным, хотя менее технологичным вариантом, обеспечивающим достаточную свободу при заходе разрезного пружинного кольца в отверстие в ушке при сборке и разгрузку ушка от нагрузок, воздействующих на съемную накладку со стороны грунта в процессе эксплуатации трака.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где показано:

- на фиг.1 - трак гусеницы транспортного средства со съемной накладкой;

- на фиг.2 - вид на установленную в звене трака съемную накладку (вид А на фиг.1);

- на фиг.3 - вид на узел фиксации съемной накладки в звене трака (вид Б на фиг.2);

- на фиг.4 - вид на хвостовик фиксирующего пальца с установленным разрезным пружинным кольцом. Пружинное кольцо находится в состоянии обжатия на проточке фиксирующего пальца проушиной звена

Трак 1 гусеницы транспортного средства состоит из звеньев 2 и закрепленных на звеньях съемных накладок 3. Звенья в траке между собой соединены пальцами 4. На каждом звене 2 с одной стороны (сверху) выполнена обрезиненная беговая дорожка 5, а с другой стороны - посадочное место, образованное полостью «в» в звене, горизонтальной площадкой 6 и упорным буртом 7, выполненными по периметру звена. Накладка 3 содержит опорную пластину 8 с ушком 9, зацепом 10 и привулканизованную к пластине 8 резиновую асфальтоходную подушку 11 - для взаимодействия с дорожным покрытием. Краями пластины 8 накладка 3 оперта на горизонтальную площадку 6, при этом торцевые поверхности 12 пластины 8 находятся во взаимодействии с буртом 7 посадочного места и служат в качестве ограничительных элементов от смещения накладки с посадочных мест звена в процессе движения транспортного средства.

В выемке горизонтальной площадки 6 посадочного места звена проложены демпфирующие резиновые пластины 13 с возможностью демпфирования пластины 8 накладки 3. В каждом звене для фиксации накладки 3 выполнен выступ 14, взаимодействующий с ее зацепом 10, и проушины 15, 16, между которыми располагается ушко 9 накладки 3. В проушинах выполнены отверстия «а» с одинаковым диаметром D, а в ушке - отверстие «б» с диаметром D₁, величина которого больше, чем диаметр D.

Во втором варианте исполнения отверстие «б» выполняется по форме эллипсообразного овала (терминология по источнику [5, стр.106]), расположенного большей осью по вертикали. Последующие рассуждения действительны и для этого варианта исполнения и в этой связи отдельно не приводятся.

Через отверстия «а» и «б» проходит фиксирующий цилиндрический палец 17, предназначенный для удержания съемной накладки в звене в процессе эксплуатации гусениц. Палец снабжен упорной конусной головкой 18 - с одной его стороны и хвостовиком 19 - с другой стороны. Размер диаметра d фиксирующего пальца 17 соотносится с размером диаметра D отверстия «а» в проушине таким образом, что у пальца имеется только возможность продольного перемещения. Поскольку диаметр D₁ отверстия «б» ушка больше диаметра D отверстия «а», фиксирующий палец и ушко 9 имеют возможность взаимного перемещения в поперечном направлении относительно общей (теоретической) оси О-О, при этом перемещения ушка 9 в горизонтальной плоскости ограничены буртом 7 и возможны в пределах зазоров между поверхностью 12 и буртом 7.

Следует отметить, что значение разности между размером D₁ и D зависит от ряда параметров, в частности от весовой категории ВГМ, для которой предназначена гусеница, толщины демпфирующей пластины 13, диаметра d фиксирующего пальца и др. В то же время для танка Т-80У средней весовой категории при диаметре фиксирующего пальца 17 в размере 15 мм установленное по результатам отработки оптимальное значение разности между D₁ и D располагается в пределах 1,5...2,4 мм, т.е. D₁ выполняется большим D на 10...16%.

Хвостовик 19 снабжен направляющим конусом 20, за которым выполнена кольцевая проточка 21. В проточке 21 размещено обратное пружинное разрезное кольцо 22 (далее по тексту именуемое как пружинное кольцо 22), на котором выполнен заходный конус 23. Величина угла α' заходного конуса 23 обеспечена равной величине угла α направляющего конуса 20 хвостовика пальца при замере угла α' у пружинного кольца, находящегося в состоянии обжатия на проточке 21 фиксирующего пальца 17 (см. фиг.4). При этом все диаметральные размеры конуса пружинного кольца 22, находящегося также в состоянии обжатия на проточке 21 фиксирующего пальца 17, располагаются в пределах образующей β конической поверхности (терминология по источнику [5, стр.176]) направляющего конуса 20 хвостовика пальца. В установленном (рабочем) положении упорная конусная головка 18 взаимодействует с коническим углублением 24 во внешней проушине 16 звена, препятствуя продвижению фиксирующего пальца в полость «в». От обратного выпадения фиксирующий палец удерживается в рабочем положении взаимодействием торца «г» пружинного кольца 22 (находящегося в разжатом состоянии) с торцом «г'» проточки 21, при этом другой торец «д» пружинного кольца 22 взаимодействует с внутренним торцом «д'» проушины 15 звена.

Следует отметить, что рассматриваемый трак может не содержать демпфирующих резиновых пластин 13. Также рассматриваемый трак может содержать (при применении на легких ВГМ) только одно звено. Оба названных момента не влияют на суть предлагаемого изобретения и не исключают возможности его применения в конструкциях гусениц.

Сборка и работа трака

При сборке трака 1 гусеницы съемная накладка 3 зацепом 10 вводится во взаимодействие с выступом 14 звена 2. После этого поворотом накладки 3 обеспечивается введение ушка 9 между проушинами 15 и 16 звена и ее поджатие к звену с небольшим усилием (от руки). Далее фиксирующий палец 17, на котором в проточке 21 предварительно установлено пружинное кольцо 22, устанавливают направляющим конусом 23 кольца в углубление 24 звена и досылают в рабочее положение. При досылании фиксирующего пальца пружинное кольцо обжимается на его проточке и, центрируясь в углублении 24, поступает в отверстие «а» проушины 16. Далее вступает в работу заходный конус 20 хвостовика 19, который, взаимодействуя сначала с фаской 25 на ушке 9, а затем с внутренней поверхностью отверстия «б» ушка 9, поджимает пластиной 8 съемной накладки демпфирующую пластину 13, подготавливая возможность вхождения в отверстие «б» ушка направляющего конуса 23 пружинного кольца 22. Равенство углов α и α' конусов обеспечивает плавное (без закусываний и заеданий, вызывающих перекос пружинного кольца) вхождение обжатого в проточке пальца пружинного кольца 22 в отверстие «б» ушка без перехода его в свободное разжатое состояние. Плавному вхождению пружинного кольца также способствует то, что диаметральные размеры заходного конуса пружинного кольца, находящегося в обжатом состоянии, располагаются в пределах образующей конической поверхности направляющего конуса хвостовика пальца.

Подобная картина наблюдается и во втором случае, когда палец с пружинным кольцом переходит из отверстия «б» ушка 9 в отверстие «а» проушины 15. Следует отметить, что в этом случае в качестве центрирующей фаски выступает фаска 26, а дополнительным «стабилизатором» положения хвостовика пальца является та часть фиксирующего пальца 17, которая, взаимодействуя своим диаметром с отверстием «а» проушины 16, обеспечивает только поступательное движение пальца.

Другая часть заявленного технического результата изобретения достигается в работе при движении ВГМ. В этом случае повышенный диаметр отверстия «б» в ушке 9, придающий ушку съемной накладки, а в целом и всей накладке возможность перемещаться в поперечном направлении относительно фиксирующего пальца 17, позволяет съемной накладке «самостоятельно устанавливаться» на посадочном месте звена, независимо от точности изготовления, в том числе вышерассмотренного размера (размера h в накладке, замеренного между осью отверстия «б» в ушке 9 и опорной поверхностью пластины). Тем самым передача вертикальных нагрузок со стороны грунта, воспринимаемых резиновой подушкой 11 съемной накладки, будет происходить через горизонтальную площадку 6 посадочного места, минуя ушко 9, а передача горизонтальных нагрузок будет происходить через упорный бурт 7, по периметру охватывающий пластину 8 накладки.

В то же время возникающие при движении ВГМ центробежные силы, действующие на съемную накладку и направленные на сбрасывание накладки из звена, как и в прототипе, будут передаваться через ушко на фиксирующий палец, не меняя (в сравнении с прототипом) уровень напряжений в ушке.

После износа съемной накладки фиксирующий палец продавливается в полость «в» звена специальной выколоткой как и в прототипе [4], съемная накладка заменяется на новую с возможностью продолжения эксплуатации асфальтоходных гусениц.

Предлагаемое техническое решение, по мнению авторов и заявителя, не следует явным образом из уровня техники и, наряду с критерием новизны, соответствует критерию изобретательский уровень, поскольку для всех известных гусеничных лент характерна тенденция жесткого взаимного соединения деталей, в том числе таких, как высоконагруженные асфальтоходные накладки и звенья гусениц, что делается для исключения поломок, уменьшения износа или самопроизвольного разъединения в эксплуатации. Именно по такому направлению заявителем и был разработан прототип [4]. Однако экспериментальные проверки выявили отдельные случаи выпадения съемных накладок из звена и позволили определить причину этого явления, что, в целом, позволило реализовать в настоящем (и проверенном в условиях реальной эксплуатации) техническом решении неочевидную необходимость обеспечения перемещения накладки относительно фиксирующего пальца с целью повышения технологичности сборки трака с одновременным повышением надежности фиксации накладки в звене.

Тем самым достигнуто решение поставленной задачи изобретения, заключающееся в повышении технологичности изготовления и сборки трака со съемной накладкой асфальтоходной гусеницы транспортного средства.

Источники информации

1. Полезная модель «Трак гусеничной цепи» по патенту №33925, заявка №2003103188/20 от 03.02.2003 г., кл. МКИ 7 B62D 55/20.

2. Полезная модель «Трак гусеничной цепи» по патенту №35620, заявка №2003130569/20 от 25.11.2003 г., кл. МКИ 7 B62D 55/20.

3. Полезная модель «Гусеничный башмак с заменяемой накладкой» по свидетельству №7081, заявка №97100512/20 от 14.01.1997 г., кл. МКИ 6 B62D 55/28.

4. Изобретение «Трак гусеницы транспортного средства и способ его сборки» по патенту №2181330, заявка №2000115051/28 от 09.06.2000 г., кл. МКИ 7 B62D 55/28.

5. Справочник по математике, ред. Бронштейн И.Н. и Семендяев К.А., М., «Наука», 1967 г., стр.106, рис.50 и стр.176, рис.123.

1. Трак гусеницы транспортного средства, содержащий звено с посадочным местом и проушинами для закрепления съемной накладки, обрезиненную съемную накладку с опорной пластиной и ушком, установленный в отверстиях проушин звена и отверстии ушка накладки фиксирующий палец с заходным конусом в хвостовике, проточкой, выполненной в зоне хвостовика, и обратным пружинным разрезным кольцом, размещенным в проточке, отличающийся тем, что отверстия в проушинах звена выполнены с возможностью обеспечения только продольного перемещения пальца, а отверстие в ушке - с возможностью обеспечения продольного и дополнительно поперечного перемещения ушка съемной накладки относительно пальца, при этом на упомянутом пружинном кольце в продолжение направляющего конуса хвостовика пальца выполнен заходный конус, причем величина угла этого конуса, при замере его у пружинного кольца, находящегося в состоянии обжатия на проточке фиксирующего пальца, обеспечена равной величине угла направляющего конуса хвостовика пальца, а диаметральные размеры заходного конуса пружинного кольца, находящегося в том же состоянии, выполнены с обеспечением их расположения в пределах образующей конической поверхности направляющего конуса хвостовика пальца.

2. Трак гусеницы транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что отверстие в ушке выполнено по форме окружности с обеспечением возможности поперечного перемещения ушка съемной накладки в радиальном направлении относительно фиксирующего пальца.

3. Трак гусеницы транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что отверстие в ушке выполнено по форме эллипсообразного овала и расположено с обеспечением возможности поперечного перемещение ушка съемной накладки относительно фиксирующего пальца, преимущественно в вертикальном направлении.