ОПОРНЫЙ КАТОК ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1997 года по МПК B62D55/14 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к конструкциям опорных катков гусеничных машин.

Известна конструкция опорного катка гусеничной машины, состоящего из двух жестко соединенных дисков из алюминиевого сплава, на каждом из которых в качестве реборды с помощью секторов крепится стальное кольцо, контактирующее с гребнем трака гусеницы /Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2СЗМТО4. Кн. 4. Базовое шасси. Альбом рисунков. Рис. 103, с. 87, 1980/.

Недостатками данной конструкции являются сложность крепления кольца на диске и металлоемкость изготовления кольца.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является опорный каток гусеничной машины, состоящий из двух жестко соединенных дисков из алюминиевого сплава, на каждом из которых в качестве реборды в выточках на наружной цилиндрической поверхности запрессовывается стальное кольцо /Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2С19Т06. Кн.7. Базовое шасси. Альбом рисунков. Рис. 146, с. 175, 1990/.

Недостатками данной конструкции являются металлоемкость и высокая трудоемкость изготовления кольца.

Задачей настоящего изобретения является снижение расхода материала и трудоемкости изготовления опорного катка.

Это достигается тем, что в опорном катке гусеничной машины, состоящем из двух жестко соединенных дисков из алюминиевого сплава, на каждый из которых нанесено покрытие толщиной по 4 мм, расположенное на контактирующей с гребнем трака поверхности и на сопряженном с ней участке наружной цилиндрической поверхности диска шириной, равной 1.3 толщины покрытия. Кроме того, покрытие состоит из двух или более слоев, наружный из которых обладает повышенной износостойкостью, а остальные обеспечивают его сцепление с алюминиевой основой диска величиной не менее 60 МПа.

На чертеже схематично показан предложенный каток гусеничной машины.

Опорный каток состоит из алюминиевых дисков 1 и 2, жестко соединенных между собой. На контактирующей с гребнем трака поверхности и на части цилиндрической поверхности диска нанесено методами газотермического напыления покрытие, состоящее из нескольких слоев 3 и 4. На цилиндрической поверхности установлена резиновая шина 5.

Наружный слой 3 выполняется из износостойкого материала, например из стали 40х13, а внутренний слой 4 обеспечивает прочное сцепление покрытия с основой, он выполнен, например, из нихрома Х20Н80. Износ покрытия на гарантийный пробег составляет 0,5.1,5 мм /см. пример конкретного выполнения/. При толщине внутреннего слоя 4 до 0,3 мм толщины износостойкого слоя 3 до 3,7 мм вполне достаточно для предотвращения износа алюминиевого диска.

В конструкции прототипе величина износа сопоставима с износом покрытия. Для обеспечения износостойкости используется наружная поверхность кольца, выступающая на 6 мм за ошиновку диска. Однако общая толщина кольца составляет 26 мм, что требуется для надежной его запрессовки в теле диска. Из этого следует, что доля металла, обеспечивающая износостойкость кольца, составляет 20.25% от его общего объема.

Опыт показывает, что в предлагаемом техническом решении надежное крепление износостойкого слоя 3 обеспечивается слоем 4 толщиной до 0,3 мм при прочности его сцепления с алюминиевой основой не менее 60 МПа. Прочность сцепления определялась по методике "на срез" на образцах представителях. Подчеркнем, что в этом случае когезия, т.е. прочность сцепления между слоями, выше, чем адгезия, т.е. прочность сцепления покрытия с основой, и скалывания отдельных микрослоев износостойкого слоя 3 не происходит. /Упрочнение тяжелонагруженных деталей из алюминиевых сплавов нанесением покрытий. Барановский В. Э. Прядко А.С. Гимельфарб В.Н. Коробов Ю.С. Применение плазменных процессов и порошковых покрытий в промышленности: Тез. докл. научно-технической конференции. Свердловск, 1088/.

Проведенные предварительные ходовые испытания показали, что при прочности сцепления покрытия с основой менее 60 МПа предлагаемая конструкция неработоспособна, поскольку под воздействием ударных нагрузок от гребня трака происходит скалывание частей покрытия по границе с основой уже после 10-15% гарантийного пробега.

Из вышесказанного вытекает, что сечение износостойкого покрытия экономичнее в сравнении со стальным кольцом в конструкции прототипе, поскольку здесь прочное сцепление покрытия с основой обеспечивает тонкий подслой, занимающий менее 10% объема всего покрытия, тогда как для прототипа пропорция обратная. В прототипе надежную запрессовку кольца в диске обеспечивает основная доля объема металла. Если переходить к абсолютным цифрам, то расход металла на покрытие в предлагаемом техническом решении составляет 4 кг при трудоемкости его изготовления 25 мин. В прототипе только чистый вес кольца составляет 5,5 кг. Трудоемкость его изготовления также выше, но, как и общий расход металла на изготовление кольца, на разную величину, в зависимости от вариантов изготовления. Например, наиболее экономична гнуто-сварная конструкция кольца из профиля. /Исследование возможности применения в изделии 219Р реборды безболтового крепления, изготовленной из гнуто-сварной заготовки. Отчет по теме НВ7 149 83. П/я В-8996, 1984/.

Трудоемкость его изготовления составляет 79 мин, вес заготовки 9,0 кг. То есть в предлагаемом техническом решении расход металла составляет 44,4% а трудоемкость его изготовления 31,6% от прототипа. Однако отметим, что в настоящее время наиболее распространен вариант цельнокатаной заготовки на три кольца. В нем трудоемкость его изготовления составляет 263 мин, то есть выше в 10,5 раз, а вес заготовки одной детали 38,3 г, т.е. выше в 9,6 раз. Предлагаемая конструкция была применена также вместо стального кольца аналога, закрепляемого по внутренней поверхности алюминиевого диска. Несмотря на разницу в конструкции прототипа и аналога, соотношение оказалось таким же. В предлагаемом изобретении расход металла составляет 39% а трудоемкость его изготовления 38% от аналога.

В предлагаемом изобретении для повышения надежности крепления покрытие выполнено не только на торцевой, но и на сопряженном с ней наружном участке цилиндрической поверхности шириной 1.3 толщины износостойкого слоя, находящимся под резиновой шиной. Экспериментально установлено, что при ширине данного участка меньше толщины износостойкого слоя возможно отделение покрытия вследствие воздействия ударных нагрузок гребня трака вдоль границы раздела покрытия и основы. Увеличение ширины свыше тройной толщины износостойкого слоя приводит к чрезмерному расходу материалов, при этом надежность крепления не увеличивается.

Пример конкретного выполнения.

На контактирующую с гребнем трака поверхность диска шести опорных катков предлагаемой конструкции было нанесено методом электродуговой металлизации покрытие, состоящее из слоя нихрома Х20Н80 толщиной 0,3 мм и слоя стали 40х13 толщиной 3,7 мм по технологии, обеспечивающей прочность сцепления не менее 60 МПа. Катки были установлены на левый борт изделия 2С19 и прошли испытания в объеме гарантийного пробега. Замечаний по надежности опорных катков и, в частности, по напыленному покрытию не было. Износ покрытия составил 0,5.1,5 мм на разных катках.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить расход материалов и трудоемкость изготовления опорного катка по переделу изготовления и установки реборды не менее чем в 2,5.3 раза.

Использование: изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям опорных катков гусеничных машин. Сущность: опорный каток гусеничной машины состоит из двух жестко соединенных между собой дисков из алюминиевого сплава, при этом на каждый из дисков нанесено покрытие толщиной до 4 мм, расположенное на контактирующей с гребнем трапа поверхности и на сопряженном с ней участке наружной цилиндрической поверхности диска шириной, равной 1...3 толщины покрытия, причем покрытие состоит из двух или более слоев, наружный из которых обладает повышенной износостойкостью, а остальные обеспечивают его сцепление с алюминиевой основой диска величиной не менее 60 МПа. Предлагаемое техническое решение позволяет снизить расход материалов и трудоемкость изготовления опорного катка по переделу изготовления и установки реборды не менее чем в 2,5...3 раза. 1 ил.

Опорный каток гусеничной машины, состоящий из двух жестко соединенных между собой дисков из алюминиевого сплава, отличающийся тем, что на каждый из дисков нанесено покрытие толщиной до 4 мм, расположенное на контактирующей с гребнем трака поверхности и на сопряженном с ней участком наружной цилиндрической поверхности диска шириной, равной 1 3 толщины покрытия, причем покрытие состоит из двух или более слоев, наружный из которых обладает повышенной износостойкостью, а остальные обеспечивают его сцепление с алюминиевой основой диска величиной не менее 60 МПа.