бесшарнирная гусеница транспортного средства

Формула изобретения

БЕСШАРНИРНАЯ ГУСЕНИЦА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая параллельные резинотканевые ленты, грунтозацепы П-образной формы с горизонтальной полкой, примыкающей к резинотканевым лентам, и расположенные перпендикулярно продольной оси ограничители опорных катков, между которыми образована беговая дорожка, отличающаяся тем, что крепление резинотканевых лент осуществлено по краям грунтозацепов, находящихся друг возле друга, а зацепление гусеницы с ведущим колесом осуществлено по продольной оси грунтозацепа, при этом изгиб лент в гусенице на дуговых ветвях обвода последователен у каждого крепления на грунтозацепе, а длина a участка ленты между грунтозацепами, воспринимающего продольную нагрузку, определена по формуле



где E_р модуль упругости лент при растяжении;

b_к ширина каркаса ленты;

_i толщина слоя ткани в каркасе ленты;

i число слоев ткани в каркасе ленты;

угол перегиба лент в гусенице;

P_{p mах} максимальная растягивающая нагрузка в рабочей ветви гусеницы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к бесшарнирным гусеницам транспортных средств.

Известна бесшарнирная гусеница транспортного средства, содержащая две резинотканевые ленты, соединенные между собой металлическими грунтозацепами, имеющими площадки для перекатывания опорных катков, гребни и элементы крепления, при этом крепление резинотканевых лент осуществлено по продольной оси грунтозацепа, а зацепление гусеницы с ведущим колесом осуществлено между грунтозацепами, расположенными рядом [1]

Недостатком конструкции является низкая продольная и поперечная жесткости гусеницы, и, как следствие, высокие упругие и остаточные деформации лент при растяжении, кручении, изгибе в плане, что ухудшает условия работы зацепления и приводит к сходу гусеницы при криволинейном движении машины и движении в сложных дорожных условиях (косогор, мелколесье).

Известна конструкция бесшарнирной гусеницы, наиболее близкая по технической сущности к заявляемому изобретению [2] содержащая две параллельные резинотканевые ленты, грунтозацепы П-образной формы с горизонтальной полкой, примыкающей к резинотканевым лентам, и расположенные перпендикулярно продольной оси с интервалами ограничители опорных катков, гребни и элементы крепления. Крепление резинотканевых лент осуществлено по продольной оси грунтозацепа, а зацепление гусеницы с ведущим колесом осуществлено между грунтозацепами, расположенными рядом, при этом с наружных сторон беговых дорожек на поперечных накладках установлены элементы в виде консольных внутренних и наружных гребней криволинейной формы, повышающие поперечную жесткость гусеницы и предотвращающие соскакивание ее.

Недостатком данной конструкции является низкая продольная жесткость гусеницы, что обуславливает высокие упругие и остаточные деформации лент при растяжении, приводит к ухудшению работы зацепления, сходу гусеницы при движении машин в сложных дорожных условиях. Применение дополнительных элементов в конструкции гусениц увеличивает их массу.

Повышение продольной жесткости гусениц в данных конструкциях может быть достигнуто увеличением числа слоев ткани в каркасе ленты и уменьшением длины участка ленты между грунтозацепами, воспринимающего продольную нагрузку.

Увеличение числа слоев ткани в каркасе ленты приводит к росту незагруженности лент при растяжении и повышению жесткости гусениц на изгиб. Это снижает долговечность гусениц и КПД.

Уменьшение длины участка ленты между грунтозацепами, воспринимающего продольную нагрузку, приводит к повышению жесткости гусениц на изгиб, снижению КПД и долговечности.

Для повышения устойчивости гусениц в обводе и их долговечности в бесшарнирной гусенице транспортного средства, содержащей параллельные резинотканевые ленты, грунтозацепы П-образной формы с горизонтальной полкой, примыкающей к резинотканевым лентам, и расположенные перпендикулярно продольной оси с минимальным интервалом ограничители опорных катков и крепежные элементы, крепление резинотканевых лент осуществлено по краям грунтозацепов, находящихся дpуг возле друга, а зацепление гусеницы с ведущим колесом осуществлено по продольной оси грунтозацепа, при этом изгиб лент в гусенице на дуговых ветвях обвода последователен у каждого крепления на грунтозацепе, угол перегиба лент уменьшен в 2 раза, длина участка ленты между грунтозацепами, воспринимающего продольную нагрузку, минимальна и определяется по формуле

a E_p где Е_р модуль упругости лент при растяжении,

b_к ширина каркаса ленты,

_i толщина слоя ткани в каркасе ленты,

i число слоев ткани в каркасе ленты,

угол перегиба лент в гусенице,

Р_рmах максимальная растягивающая нагрузка в рабочей ветви гусеницы.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая бесшарнирная гусеница транспортного средства отличается новой взаимосвязью (расположением) известных элементов: крепление резинотканевых лент осуществлено по краям грунтозацепов, находящихся рядом, а зацепление гусеницы с ведущим колесом осуществлено по продольной оси грунтозацепа, при этом изгиб лент в гусенице на дуговых ветвях обвода последователен у каждого крепления на грунтозацепе, угол перегиба лент уменьшен в 2 раза, длина участка ленты между грунтозацепами, воспринимающего продольную нагрузку, минимальна и определяется по формуле

a E_p

Таким образом, заявляемая бесшарнирная гусеница соответствует критерию изобретения "новизна".

На фиг.1 и 2 показана бесшарнирная гусеница. Бесшарнирная гусеница включает: параллельные резинотканевые ленты 1, к которым болтами 2 крепятся грунтозацепы 3, содержащие цевки 4 для зацепления с ведущим колесом, ограничители опорных катков 5.

Гусеница работает следующим образом. При зацеплении ведущего колеса с цевками 4 выполненными на грунтозацепах 2 гусеница вращается вокруг направляющего колеса и опорных катков. Опорные катки перекатываются по "непрерывной" беговой дорожке, образованной грунтозацепами, расположенными вдоль продольной оси гусеницы с минимальным интервалом.

Благодаря тому, что крепление резинотканевых лент осуществлено по краям грунтозацепов, находящихся рядом, а зацепление гусеницы с ведущим колесом осуществлено по продольной оси грунтозацепа, продольную нагрузку в гусенице воспринимают участки лент между грунтозацепами, величина которых минимальна, что повышает продольную и поперечную жесткость гусеницы и, следовательно, улучшает устойчивость ее в обводе без увеличения числа слоев ткани в каркасе ленты. Изгиб лент в гусенице на дуговых ветвях обвода последователен у каждого крепления на грунтозацепе, что уменьшает угол перегиба лент в 2 раза, а следовательно, повышает ее долговечность и КПД.

Результаты экспериментальных исследований, проведенных на макете ленточной гусеницы, позволяющем изменять расположение крепления лент на грунтозацепах и место зацепления гусеницы с ведущим колесом, показаны на фиг.3, 4, 5.

На фиг.3 (кривая 6 растяжение гусеницы с параллельным закреплением лент, вариант I; кривая 8 растяжение гусеницы с линейным закреплением лент, вариант II) показано изменение удлинения ленточной гусеницы от нагрузки. Удлинение ленточной гусеницы, в которой крепление резинотканевых лент осуществлено по краям грунтозацепов, находящихся рядом, а зацепление гусеницы с ведущим колесом осуществлено по продольной оси грунтозацепа (вариант I), в 1,3-1,8 раза меньше, чем у гусеницы, в которой крепление резинотканевых лент осуществлено по продольной оси грунтозацепа, а зацепление гусеницы с ведущим колесом осуществлено между расположенными рядом грунтозацепами (вариант II). Это позволяет уменьшить число слоев ткани в каркасе ленты на 30-40% и сохранить остаточные деформации в размерах не более 3% от первоначальной длины лент, что обеспечит устойчивость гусеницы в обводе. Уменьшение числа слоев ткани в каркасе лент снизит неравномерность распределения нагрузок в слоях каркаса, значения разрушающих напряжений, массу лент и стоимость.

По характеру кривых 7, 9 (кривая 7 ослабление гусеницы с параллельным закреплением лент; кривая 9 сжатие гусеницы с линейным закреплением лент) видно, что упругая деформация в 1,3 раза меньше у гусеницы, выполненной по варианту I. Это повышает устойчивость гусеницы в обводе и улучшает условия работы зацепления с ведущим колесом. Площади, ограниченные кривыми 6-7, 8-9, определяют гистерезисные потери в гусеницах. У гусеницы, выполненной по варианту I, гистерезисные потери на 30% ниже и, следовательно, КПД выше.

На фиг.4 показаны результаты исследования поперечной жесткости ленточных гусениц. Характер расположения кривых 10 и 12 показывает, что поперечная жесткость гусеницы, выполненной по варианту I, в 1,5-2 раза выше, чем у гусеницы, выполненной по варианту II. Увеличение поперечной жесткости значительно улучшает устойчивость работы гусеницы в обводе и снижает вероятность схода ее при криволинейном движении транспортера-тягача и движении его в сложных дорожных условиях (уклон, косогор, мелколесье).

Из зависимостей, кривые 11, 13, видно, что упругая деформация лент при изгибе в плане в 2 раза ниже у гусеницы, выполненной по варианту I, что повышает устойчивость ее в обводе и улучшает условия работы зацепления с ведущим колесом. Площади, ограниченные кривыми 10, 11, 12, 13 (кривая 10 поперечная жесткость гусеницы с параллельным соединением при приложении нагрузки, вариант I; кривая 12 то же, с линейным соединением при приложении нагрузки, вариант II; кривые 11-13 при снятии нагрузки), определяют гистерезисные потери в гусеницах при изгибе в плане. У гусеницы, выполненной по варианту I, гистерезисные потери на 50-60% ниже и соответственно КПД выше.

На фиг.5 показано изменение угла изгиба лент в гусенице на дуговых ветвях обвода от параметров движителя. На фиг.5 кривая 14 для гусеницы с линейным расположением закрепления лент (вариант II), кривая 15 для гусеницы с параллельным расположением закрепления лент (вариант I). Для гусеницы, выполненной по варианту I, во всем диапазоне изменения соотношения шага гусеницы и радиуса колеса, на котором происходит изгиб гусеницы, угол перегиба лент в 2 раза ниже, что снижает жесткость гусеницы на изгиб и повышает ее долговечность.