Гусеничный движитель

Гусеничный движитель

Общие сведения о машинах

Гусеничные движители развивались более медленными темпами. Но благодаря тому, что гусеницы имеют большую площадь контакта с грунтом и способны развивать высокую силу тяги, трактора с таким двигателем издавна стали применяться как база тяговых или погрузочных машин для работы на снегу, влажных почвах, в частности, с низкой несущей способностью. Традиционно гусеничные движители обычно используются на территории бывшего Советского Союза, в США, а затем -- в Канаде, Новой Зеландии, Австралии и Великобритании. Это были лесохозяйственные тракторы или специальные машины на базе экскаваторов.

Гусеничный движитель -- движитель самоходных машин, в котором тяговое усилие создаётся за счёт перематывания гусеничных лент состоящих из отдельных звеньев -- траков. Гусеничный движитель обеспечивает повышенную проходимость. Большая площадь соприкосновения гусениц с почвой позволяет обеспечить низкое давление -- 31--122 кН/м? (0,3--1,2 кгс/см?), то есть меньше давления ноги человека. Тем самым гусеничный движитель предохраняется от глубокого погружения в грунт.

Основная часть гусеничного движителя это гусеничная лента:

Гусеничная лента (гусеница) -- замкнутая сплошная лента или цепь из шарнирно-соединённых звеньев (траков), применяемая в гусеничном движителе. На внутренней поверхности гусеницы имеются впадины или выступы, с которыми взаимодействуют ведущие колёса машины. Внешняя поверхность гусеницы снабжена выступами (грунтозацепами), которые обеспечивают сцепление с грунтом. Для увеличения сцепления гусеницы на грунтах с низкой несущей способностью используются съёмные шпоры. Гусеницы могут быть металлическими, резино-металлическими и резиновыми. Наибольшее распространение получили металлические гусеницы с разборными или неразборными звеньями. Для повышения износостойкости и срока службы гусеницы их звенья, а также соединительные элементы (пальцы, втулки) изготовляют из специальной высокомарганцовистой стали и подвергают термической обработке, а также используют резино-металлические шарниры, шарниры с игольчатым подшипником и др.

История создания гусеницы

Изобретателем гусеницы в России считается русский крестьянин Фёдор Абрамович Блинов. В 1877 году он изобретает вагон на гусеничном ходу. В нижней части рамы крепились на рессорах две тележки, которые могли поворачиваться в горизонтальной плоскости вместе с осями опорных колёс. Бесконечные рельсы вагона представляли собой замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев. Вагон имел четыре опорных колеса и четыре ведущие звёздочки. В 1878 году купец Канунников, рассчитывая на прибыли от внедрения гусеничного хода, вошёл с ходатайством в Департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче Блинову привилегии, каковая за № 2245 и была получена год спустя. Вводная часть гласила: «Привилегия, выданная из Департамента торговли и мануфактур в 1879 году крестьянину Фёдору Блинову, на особого устройства вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам…»

В США изобретателями гусеничного хода считаются Бэст и Хольт, которые создали трактор с навешенным на него бульдозерным оборудованием -- он и стал прообразом современного бульдозера. Caterpillar -- название компании, основанной этими изобретателями, в переводе означает «гусеница».

Во Франции прообраз современного гусеничного движителя впервые был создан в 1713 году д'Эрманом; проект, получивший положительный отзыв французской академии, представлял собой тележку для тяжёлых грузов, перекатывающуюся на бесконечных лентах из деревянных катков, концы которых шарнирно соединены планками. Годом создания гусеничного движителя можно считать 1818-й, когда француз Дюбоше получил привилегию на способ устройства экипажей с подвижными рельсовыми путями.

Помимо гусеницы как части гусеничного движителя для автотранспортной техники и задолго до изобретения гусеничных амфибий гусеница также применялась в качестве движителя для водного транспорта. такая гусеница представляла из себя конвейер с веслами. Она была изобретена в 1782 году изобретателем по имени Десбланкс. В США она была запатентованна в 1839 году Уильямом Левенуорфом.

Некоторые типы гусеницы

По материалу изготовления:

o металлическая.

o резино-металлическая.

o резиновые.

· По типу используемого шарнира:

o с параллельным шарниром.

o с последовательным шарниром.

· По типу смазки шарнира:

o сухая (или с открытым металлическим шарниром). Достоинствами конструкции является простота и надёжность в эксплуатации. Необходимый ресурс обеспечивается высокими механическими свойствами деталей шарнира.

o закрытая. Оригинальное уплотнение в шарнире «звено-втулка» обеспечивает сохранность смазки между трущимися поверхностями пальца и втулки в течение всего срока службы гусеницы.

o с жидкой смазкой. Оригинальное уплотнение из армированного полиуретана и резины обеспечивает полную герметичность шарнира, чем достигается наибольший срок службы гусеницы.

o с резино-металлическим шарниром. Между пальцем шарнира и траком используется резиновая втулка, изгиб гусеницы в местах сочленения траков происходит за счёт смещения слоев резины, благодаря чему исключается трение сталь по стали и значительно повышается ресурс пальцев и траков гусеницы.

o с игольчато-подшипниковым шарниром. В качестве втулки используется игольчатый подшипник. Ресурс гусеницы возрастает, но значительно усложнена её конструкция.

· По типу траков:

o литые.

o штампованные.

o сварные.

Недостатки гусеничного движителя

· Быстрый износ трущихся деталей (проушины, пальцы)

· Поломки траков при неравномерной нагрузке

· Попадания снега и камней между гусеницами и катками

Устройство гусеничного движителя:

Классификация машин данной группы:

· С поддерживающими катками, задним ведущим колесом и свободными ленивцами.

· Без поддерживающих катков с задним расположением ведущих колёс.

· С поддерживающими катками, передними ведущим колесом и несущим ленивцем.

· Без поддерживающих катков с передним ведущим колесом.

Анализ конструктивных особенностей и технических характеристик отечественной и зарубежной машин данной группы:

Гусеничные движители отечественных и зарубежных производителей в виду простого принципа работы не имеют существенных отличий в конструкции, различия наблюдаются лишь в изменении формы треков, зубьев ведущих колес и небольших доработках.

Устройство, принцип действия и рабочий процесс машины: в устройство гусеничных движителей входят подвижные детали и элементы:

К подвижным элементам гусеничных движителей относятся ведущие звездочки, гусеницы, опорные и поддерживающие гусеницу катки, направляющие (натяжные) колеса.

Ведущие звездочки гусеничного шасси предназначены для того, чтобы перематывать гусеничные ленты и, взаимодействуя с ними, создавать тяговые усилия, необходимые для перемещения шасси по ленте, как по рельсу. Тяговое усилие создается в результате того, что при вращении звездочка своими зубьями зацепляется за шарнирные пальцы траков (трубоукладчик Т-3560М) или звеньев цепи (ТГ-201 и ТО-1224Г) гусеничной ленты.

Гусеница служит для преобразования вращательного движения ведущей звездочки в поступательное движение шасси, для сцепления шасси с грунтом и для образования бесконечного рельса, по которому шасси катится на своих опорных катках.

Гусеница трубоукладчика Т-3560М состоит из траков, шарнирно соединенных между собой. Шарнир состоит из пальцев и трех малых и двух больших проушин траков. Палец имеет головку со стопорным скосом, который, соприкасаясь с плоскостью крыла трака, обеспечивает стопорение пальца от проворачивания в малых проушинах.

Пальцы устанавливают так, чтобы их головки находились с наружной стороны гусениц. В осевом направлении палец стопорится шайбой со шплинтом. Беговая дорожка для катков на гусенице образована средней частью траков и сбоку ограничена их продольными гребнями.

Гусеница трубоукладчика ТО-1224Г (рис. 50) представляет собой бесконечную цепь, составленную из 36 пар штампованных стальных звеньев. Правые и левые звенья соединены между собой с помощью втулок, которые запрессованы в каждую пару звеньев под большим усилием. Соседние пары звеньев соединены между собой посредством пальцев, продетых свободно в отверстия втулок и запрессованных концами в отверстиях звеньев. При этом пальцы могут свободно вращаться во втулках, образуя гибкую цепь. Выступающие концы втулки одной пары звеньев входят в выточки наружных щек звеньев другой пары, образуя лабиринт, препятствующий попаданию грязи в шарнир.

Рис. Гусеница трубоукладчика Т-3560М:

1 -- трак, 2 -- головка пальца, 3 -- соединительный палец, 4 и 5 -- большая и малая проушины трака, 6 -- шайба, 7 -- шплинт, 8 -- гребень, 9 -- стопорный скос головки пальца

Концы собранной цепи соединены с помощью замыкающих втулки и пальца, двух шайб и двух стопорных конусов. Палец не запрессован; он свободно входит в отверстия звеньев и закреплен в них конусами, входящими в конусные глухие отверстия пальца. Для возможности запрессовки конусов на обоих концах замыкающего пальца профрезеровано по два паза на всю глубину конусного отверстия. Запрессовывают конусы ударами кувалды через оправку, выпрессовывают съемником, который ввертывают в торцовое резьбовое отверстие конуса, обыч-ho закрытое деревянной пробкой. Пробка предохраняет резьбу от повреждений и попадания грязи.

К звеньям гусеничной цепи болтами с гайками прикреплены башмаки, снабженные гребнями-почвозацепами, которые увеличивают сцепление гусеницы с грунтом.

При передвижении трубоукладчика стороны звеньев, расположенные против башмаков, являются двумя беговыми дорожками для нижних опорных катков, а в пространство между втулками входят зубья ведущей звездочки.

Гусеница трубоукладчика ТГ-201 выполнена аналогично гусенице трубоукладчика ТО-1224Г, но включает в себя 49 пар звеньев. Отличием гусеницы является также иное выполнение замыкающего пальца: вместо концевых стопорных конусов палец снабжен головкой с одной стороны и отверстием под штифт -- с другой, т. е. выполнен подобно соединительным пальцам гусеницы трубоукладчика Т-3560М.

Рис. 50. Гусеница трубоукладчика ТО-1224Г:

1 -- башмак, 2 -- болт, 3 -- гайка с шайбой, 4 -- соединительный палец, 5, 7 -- звенья цепи, 6 -- соединительная втулка, 8 -- шайба замыкающего пальца, 9 -- замыкающий палец, 10 -- замыкающая втулка, 11 -- стопорный конус, 12 -- деревянная пробка

Нижние опорные катки служат для перекатывания гусеничного шасси по гусеницам и для передачи на гусеницы и далее на грунт веса трубоукладчика и его рабочей нагрузки. На каждой тележке трубоукладчика Т-3560М установлено семь катков, трубоукладчика ТГ-201--восемь катков (причем пять однобортных и три двубортных) и на трубоукладчике ТО-1224Г-- семь катков (четыре однобортных и три двубортных).

Опорный каток трубоукладчика Т-3560М (рис. 51, а) имеет сферический ролик для обеспечения наиболее рационального контакта с беговой дорожкой гусеницы. Ролик вращается на бронзовых втулках, которые запрессованы в стаканы, прикрепленные вместе с упорными фланцами к ступице ролика болтами. Ролик удерживается от смещения в любую из сторон относительно оси ее буртом через фланец, стакан и подшипниковую втулку. Свободное вращение ролика относительно оси обеспечивается наличием регулировочных прокладок.

На опорах тележки нижней рамы каток устанавливается плоскостями срезов своей оси и крепится к опорам болтами череа вертикальные отверстия в несущих ось опорных крышках. Плоские срезы оси удерживают ее от проворачивания, а трапецеидальный паз на одном из ее концов -- от осевого смещения вместе с роликом относительно упора, имеющегося на одной из опор.

Рис. 51. Нижние опорные катки:

а -- трубоукладчика T-3560M, б -- двубортный трубоукладчика ТГ-201; резинометаллический торцовый сальник: 1 и 2 -- неподвижное и вращающееся упорные кольца, 13 -- резиновая манжета, 15 -- пружина, 20 -- пружинное кольцо; 3 -- набор регулировочных прокладок; 4, 5 -- резиновые кольца; 6 -- опора оси; 7 -- ось; 8 -- ролик; 9 -- подшипниковая втулка; 10 -- стакан втулки; 11 -- упорный фланец; 12, 16 -- болты; 14 -- опорная крышка; П -- пробка; 18 -- штифт; 19 -- упорная шайба; 21 -- внутренний борт ролика

Внутренняя полость катка заполнена смазочным материалом через отверстие в его оси, закрытое пробкой. Полость катка уплотнена резиновыми кольцами и резинометаллическими торцовыми сальниками, установленными с обеих сторон катка в гнездах его опорных крышек. Каждый из сальников состоит из двух колец: вращающегося и заранее притертого с ним неподвижного, плотно прижатого к кольцу пружиной. Пружина размещена в резиновой манжете, приклеенной к кольцу и обеспечивающей за счет собственной упругости свободу его хода по оси, а также герметичность. Кольцевые зазоры между опорными крышками и упорными фланцами образуют дополнительное уплотнение лабиринтного типа.

Опорный каток трубоукладчика ТГ-201 (рис. 51, б) отличается от катка трубоукладчика Т-3560М следующим: - ролик выполнен двухвенцовым для возможности качения по двум беговым дорожкам гусеничной цепи; венцы ролика изготовлены раздельно, а затем скреплены сваркой; - подшипниковая втулка единая, не имеет стаканов и зафиксирована от поворотов штифтом; - торцовая упорная часть каждого подшипникового стакана сохранена и выполнена в виде упорной шайбы; - в резинометаллических торцовых сальниках манжета надета на ось своей цилиндрической частью и зафиксирована на ней пружинным кольцом.

Однобортный опорный каток выполнен так же, как и двубортный, но не имеет дополнительных внутренних бортов.

Опорный каток трубоукладчика ТО-1224Г отличается от катка трубоукладчика ТГ-201 тем, что в нем вместо подшипниковой втулки применена пара роликовых подшипников, а средняя часть оси имеет утолщение -- бурт для упора в нее с двух сторон внутренних обойм подшипников.

Направляющие (натяжные) колеса служат для стабилизации направления выкладки на грунт гусеничных лент при движении шасси и смягчения (амортизации) ударов при наезде трубоукладчика на препятствия за счет отхода назад со скольжением по опорным планкам.

Направляющее колесо трубоукладчика Т-3560М (рис. 52) своим ободом установлено на оси с помощью трех подшипников: двух роликовых, которые воспринимают радиальные нагрузки, и одного шарикового, воспринимающего осевые нагрузки. Между подшипниками установлены дистанционные втулки двух различных диаметров.

Наружные обоймы подшипников закреплены от осевого смещения упорными фланцами, притянутыми болтами к ступице обода колеса. Внутренние обоймы зажаты круглыми гайками, навинченными на резьбовые пояски оси и действующими через опорную и дистанционную втулки.

Рис. 52. Направляющее (натяжное) колесо трубоукладчика Т-3560М:

1 -- обод, 2 -- пробка, 3 -- цилиндрический роликоподшипник, 4 -- шарикоподшипник, 5, 8, 22 -- дистанционные втулки, 6, 28, 31, 32 -- болты, 7 -- упорный фланец, 9 -- крышка сальника, 10 -- опорная втулка сальника, 11 -- круглая гайка; 12 -- ограничительный упор, 13 и 24 -- опоры оси, 14 -- набор регулировочных прокладок; 15 -- ось, 16 -- крышка опоры, 17, 25 -- полозки опоры оси, 18 -- опорная планка продельной балки, 19 -- резинометаллический торцовый сальник, 20 -- продольная балка нижней рамы, 21 -- накладка с нижней направляющей, 23 -- нижний захват ограничительного упора; 26 -- диск отжимной пружины, 27 -- штифт, 29 -- отжимная пружина, 30 -- шайба отжимной пружины

Ось в сборе с ободом направляющего колеса установлена на двух опорах и закреплена от проворачивания и осевого смещения штифтами.

На опорах закреплены болтами крышки, выполняющие направляющую функцию, и болтами -- ограничительные упоры, снабженные нижними захватами.

Опоры постоянно отжимаются вверх под действием пружин (по две в каждой опоре). Пружины зажаты между шайбами сверху и дисками снизу, установленными своими посадочными поясками в отверстия полозков. Степень сжатия пружин регулируют болтами.

Ход опор по вертикали ограничен нижними захватами ограничительных упоров, которые охватывают направляющие накладок. Накладки приварены к балкам тележек нижней рамы.

Свободное перемещение опор своими полозками по опорным планкам продольных балок обеспечивается наличием бокового зазора между планками и крышками. Зазор регулируют прокладками.

Масляная ванна подшипников направляющего колеса уплотняется двумя торцовыми резинометаллическими сальниками. Они как и в опорном катке состоят из двух притертых друг к другу упорных колец, манжеты и пружины. Сальник помещен в упорный фланец и снаружи укрыт крышкой, приваренной к опорной втулке сальника.

Смазочный материал в масляную ванну колеса заправляют через отверстие в его ступице, закрываемое резьбовой пробкой.

Направляющее колесо трубоукладчиков ТГ-201 и ТО-1224Г выполнено аналогично колесу трубоукладчика Т-3560М и отличается от него лишь тем, что ось имеет центральный бурт, в который уперты с обеих сторон своими внутренними обоймами двухрядные роликовые подшипники. Смазочный материал подается в камеру колеса по осевому сверлению оси, как в опорных катках трубоукладчиков. Резинометаллические торцовые сальники взяты также от опорных катков.

Поддерживающие катки, являясь промежуточными опорами верхней ветви гусеницы, предохраняют ее от провисания и раскачивания при движении шасси, дают ей направление своим вращением.

На трубоукладчике Т-3560М поддерживающие катки (рис. 53) установлены по три с каждой стороны. Каждый каток опирается на ось через шариковый и цилиндрический роликовый подшипники. Каток выполнен в виде сферического ролика, к диску которого болтами прикреплена внутренняя упорная крышка.

Напрессованные внутренние обоймы подшипников от осевого смещения вправо удерживаются буртиком оси, а влево -- круглой гайкой, снабженной стопорной шайбой с язычком. Между обоймами подшипников размещены дистанционные втулки.

Масляная ванна катка уплотнена резиновыми кольцами резинометаллическим сальником, помещенным в стакан. Сальник выполнен аналогично сальникам направляющего колеса и опорного катка и взаимозаменяем с ними. Смазочный материал подается к подшипникам через отверстие в наружной крышке катка, закрытое пробкой.

При установке на нижнюю раму каток вносят задней частью оси в прорезь кронштейна и затем закрепляют от проворачивания и осевого смещения болтами.

На трубоукладчиках ТГ-201 и ТО-1224Г поддерживающие катки составлены из двух венцов (по числу беговых дорожек гусеничной цепи), укрепленных на концах валика, вращающегося на опорной тумбе в двух роликовых подшипниках.

Патентное исследование

Изобретательная деятельность и ее роль в создании новой техники:

Методика проведения патентного исследования:

Что такое патент

Патент на изобретение - это документ, выдаваемый компетентным государственным органом и удостоверяющий: приоритет изобретения, авторство и исключительное право на изобретение. Действует в пределах территории того государства, ведомство которого его выдало.

По российскому законодательству заявка на выдачу патента подается автором или организацией в государственное патентное ведомство Российской Федерации (Роспатент). Выдача патента осуществляется в соответствии с нормами патентного права РФ.

По истечении двух месяцев с даты поступления заявки Патентное ведомство проводит по ней формальную экспертизу. Если по результатам последней принимается решение об отказе в выдаче патента, заявитель может подать возражение в Палату по Патентным спорам.

В случае положительного результата формальной экспертизы Патентное ведомство по ходатайству заявителя проводит экспертизу по существу. Если в результате этой экспертизы будет установлено, что изобретение, выраженное формулой, предложенной заявителем, патентоспособно, выносится решение о выдаче патента с этой формулой.

Патентоспособность

Патентоспособность - юридическое свойство объекта промышленной собственности, определяющее его способность охраняться документом исключительного права (патентом) на территории конкретной страны в течение срока действия патента.

Существуют три критерия патентоспособности:

· Полезность: изобретение должно быть полезным, в т.ч. должно действовать, быть пригодным для промышленного применения.

· Новизна: изобретение должно быть новым (т.е. не является частью существующего уровня техники).

Страницы: 1, 2