ГУСЕНИЧНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТОГО ДВИЖИТЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК B62D55/08 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более точно касается гусеничного движителя.

Наиболее успешно данное изобретение может быть использовано в транспортных средствах, перемещаемых по грунтам с легкоранимым почвенно-растительным покровом.

Известен гусеничный движитель (патент DE N 2403602, кл. B 62 D 11/22, 1974), содержащий сочлененный из поворотных элементов корпус, установленные на крайних поворотных элементах корпуса опорные элементы, используемые одновременно в качестве приводных и направляющих элементов, силовые органы поворота крайних поворотных элементов и гусеничную цепь, которая состоит из соединенных между собою поворотных в вертикальной и горизонтальной плоскостях траков.

Недостаток данного устройства состоит в том, что поворот осуществляется за счет сдвига нагруженных траков в поперечном направлении для размещен опорной ветви гусеничной цепи по кривой линии. За счет трения траков о грунт и сминания боковыми гранями траков почвы имеет место нарушение почвенно-растительного покрова. Кроме того, для осуществления поворота гусеницы требуются большие затраты энергии.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому гусеничному движителю является движитель (патент US N 3973638, кл. B 62 D 55/10), который содержит корпус, состоящий из центрального элемента и сочлененных с ним поворотных элементов, натяжное и ведущие колеса, силовое поворотное устройство, опорные и направляющие элементы, приводное устройство и гусеничную цепь, состоящую из соединенных между собой траков, поворотных в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Данный движитель имеет те же недостатки, что и движитель, описанный в патенте DE, кроме того гусеницы этого движителя не вписываются в продольно-поперечный профиль местности, что ухудшает экологические показатели и машина подвергается большим перегрузкам при преодолении неровностей местности.

Цель изобретения создание гусеничного движителя, у которого благодаря усовершенствованию конструкции траков и корпуса обеспечивалось бы повышение надежности работы движителя, улучшались бы экологические показатели и уменьшались энергозатраты.

Указанные цели достигаются тем, что в гусеничном движителе, согласно изобретению, траки гусеничной цепи снабжены устройством для фиксации каждого трака под углом к соседнему до укладки их на грунт, задний поворотный элемент снабжен устройством для расфиксации траков, а центральный элемент корпуса состоит из частей, выполненных с возможностью поворота относительно друг друга вокруг продольной оси симметрии.

Благодаря фиксации каждого трака от сдвига относительно грунта до укладки их на него улучшаются экологические показатели, так как не происходит повреждения поверхностного почвенно-растительного покрова грунта. Кроме того, значительно сокращены энергозатраты на поворот.

Согласно изобретению, целесообразно, чтобы устройство для фиксации трака было выполнено в виде двух упругих пластин, закрепленных на каждом траке и расположенных симметрично относительно продольной оси гусеничной цепи, и упора, расположенного на соседнем траке и взаимодействующего поочередно с каждой из названных пластин при повороте гусеничной цепи соответственно влево или вправо по ходу движения, а устройство для расфиксации траков было бы выполнено в виде двух дисков, расположенных на заднем поворотном элементе симметрично относительно продольной гусеничной цепи и взаимодействующих с названными упругими пластинами.

Для лучшего вписывания движителя в поворот и в продольный и поперечный профили местности путем более равномерного прилегания отдельных частей гусеничной цепи к грунту, согласно изобретению, поворотные части центрального элемента корпуса были бы выполнены в виде балансиров, расположенных вдоль продольной оси симметрии гусеничной цепи, установленных шарнирно на осях опорных элементов и соединенных между собой шарнирно балансирами второго порядка, обеспечивающими поворот частей центрального элемента корпуса друг относительно друга вокруг продольной оси симметрии при движении по неровной местности, при этом оси шарниров балансиров в местах опирания на оси опорных элементов расположены вертикально, а оси шарниров балансиров второго порядка в местах опирания на балансиры расположены горизонтально и вертикально.

С целью лучшего вписывания движителя в поворот и повышения надежности его работы путем предотвращения соскакивания гусеничной цепи с корпуса, согласно изобретению, упор, взаимодействующий с упругими пластинами является направляющим элементом гусеничной цепи, который взаимодействует с направляющими элементами корпуса, выполненными в виде расположенных вдоль оси симметрии гусеничной цепи пластин, снабженных закрепленными с обеих сторон гибкими утолщениями с убывающей по мере удаления от центра их крепления упругостью, при этом одни из пластин, нижние, прикреплены к оси опорных элементов, а другие, верхние или к оси опорных элементов или к балансирам, опирающимся на оси опорных элементов.

Для сокращения потерь на перемещение опорных элементов за счет исключения западания их в зазор между траками, согласно изобретению траки дополнительно снабжены средством для плавного перемещения опорных элементов, которое представляет собой выступы и взаимодействующие с ними впадины, выполненные на траках в зоне перемещения опорных элементов, расположенные симметрично относительно продольной оси.

С целью сокращения потерь на перемещение опорных элементов за счет уменьшения перекоса траков при наезде на них опорных элементов преимущественно на грунтах с низкой несущей способностью, согласно изобретению, выступы и впадины, выполненные на траках, направлены в противоположные стороны.

Для расширения функциональных возможностей за счет применения движителя в двухгусеничном транспортном средстве, согласно изобретению, несущая рама состоит из центральной рамы и двух поперечных балок, опирающихся на оси опорных катков двух движителей посредством шарниров, имеющих вертикальную и продольную горизонтальную оси вращения, при этом центральная рама и поперечные балки соединены между собой посредством продольных балок, прикрепленных с одной стороны к центральной раме посредством шарниров, имеющих вертикальную и продольную горизонтальную оси вращения, а с другой стороны к поперечным балкам посредством шарового шарнира, при этом несущие вертикальные стойки грузовой платформы прикреплены к продольным балкам.

В другом варианте выполнения, согласно изобретению, несущая рама состоит из центральной рамы и двух пар подпружиненных раздвижных в продольном направлении кронштейнов, расположенных по обеим сторонам продольной оси транспортного средства, причем каждый кронштейн опирается одним концом на центральную раму с вертикальными и горизонтальными продольными осями вращения, другим концом шарнирно с вертикальной и горизонтальной продольной осями вращения на ось дополнительного опорного элемента, которая соединена с осью ближайшего опорного элемента гусеничного движителя распоркой, соединенной средней частью с осью дополнительного опорного элемента шарнирно с вертикальной осью вращения, а своими концами эта распорка связана, соответственно, одним с поворотным элементом корпуса гусеничного движителя шарнирно с вертикальной осью вращения, другим с осью ближайшего опорного элемента гусеничного движителя посредством шарового шарнира.

При использовании в транспортном средстве двух последовательно расположенных гусеничных движителей, согласно изобретению, оси соседних опорных элементов гусеничных движителей соединены между собой распорками посредством шаровых шарниров, расположенных по обеим концам распорок. При таком варианте расположения гусеничных движителей несущая рама грузовой платформы, согласно изобретению, выполнена в виде замкнутых кронштейнов, каждый из которых жестко прикреплен к балансирам второго порядка гусеничного движителя и расположен над гусеничной цепью.

С целью повышения надежности работы путем предотвращения задевания траков гусеничной цепи за вертикальные стойки несущей рамы за счет равноудаленного от продольной оси транспортного средства удлинения поперечной балки несущей рамы, являющегося результатом вхождения в поворот транспортного средства, согласно изобретению, каждая поперечная балка выполнена из двух секций, раздвигаемых в противоположные стороны на одинаковые расстояния с помощью устройства при увеличении общей длины продольной балки при повороте транспортного средства.

Для улучшения экологических показателей за счет гарантированного размещения продольных осей обеих гусеничных цепей на поворотах строго по концентрическим окружностям, согласно изобретению, передние поворотные части центрального элемента корпусов обоих гусеничных движителей соединены между собой шарнирно посредством рулевой трапеции, обеспечивающей при повороте расположение продольных осей симметрии каждой гусеничной цепи по концентрическим окружностям.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого движителя, вид сбоку; на фиг. 2 сечение II-II на фиг.1; на фиг.3 вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.4 - сечение IV-IV на фиг.2; на фиг.5 сечение V-V на фиг.1; на фиг.6,7 варианты выполнения траков гусеничной цепи; на фиг.8 транспортное средство с использованием гусеничного движителя, вид сверху; на фиг. 9 узел В на фиг.8, в разрезе; на фиг.10 сечение Х-Х на фиг.9; на фиг.11 другой вариант выполнения транспортного средства с использованием предлагаемого движителя, вид сверху; на фиг.12 вид по стрелке С на фиг.11; на фиг.13 еще один вариант выполнения транспортного средства с использованием гусеничного движителя, вид сбоку, с вырывом; на фиг.14 сечение XIV-XIV на фиг.13.

Гусеничный движитель содержит корпус, имеющий центральный элемент в виде балансиров 1 (фиг. 1), опирающихся на оси 2 опорных элементов 3 через шарнирное соединение с осями 4, и балансира 5 второго порядка, опирающегося на балансиры 1 посредством шарнирного соединения с осями 6,7 и 8; сочлененные с балансирами 1 посредством осей 9,10 поворотные элементы 11 и 12 с ведущим 13 и натяжным 14 колесами; гусеничную цепь 15 привод с ведущим валом 16.

Гусеничная цепь 15 состоит из траков 17 (фиг.2,3) шарнирно сочлененных между собой через оси 18 и 19. На каждом траке имеется устройство для его фиксации под углом к соседнему до укладки их на грунт, выполненное в виде жестко закрепленных упругих пластин 20 и шарнирно установленных упоров 21, одновременно являющихся направляющим элементом 22 гусеничной цепи 15. К осям 2 опорных элементов 3 жестко прикреплены через кронштейны 23 нижние пластины 24 (фиг.4), имеющие утолщение 25. К осям 6 балансиров 5 второго порядка жестко прикреплены верхние пластины 26 (фиг.5), имеющие утолщение 27. Пластины с утолщениями выполнены с убывающей по мере удаления от центра их крепления упругостью.

Траки 17 гусеничной цепи содержат выступы 28 (фиг.6 и 7) и взаимодействующие с ними впадины 29, выполненные на траках в зоне перемещения опорных элементов, причем эти выступы и впадины расположены симметрично относительно продольной оси гусеничной цепи и имеют или одинаковое направление или они направлены в противоположные стороны, как это видно на фиг. 6 и 7.

На поворотном элементе 12 установлено устройство для расфиксации траков 17, выполненное в виде дисков 30 (фиг.2), установленных симметрично относительно продольной оси гусеничной цепи 15 и взаимодействующих с пластинами 20.

На фиг. 8 изображено транспортное средство, в котором в качестве ходовой системы использован гусеничный движитель, изображенный на фиг.1-5. Это транспортное средство содержит несущую раму грузовой платформы, которая состоит из центральной рамы 31, двух поперечных балок 32 и двух продольных балок 33, прикрепленных с одной стороны к центральной раме 31 посредством шарниров, имеющих продольную горизонтальную ось 34 и вертикальную ось 35, и с другой стороны к поперечным балкам 32 посредством шарового шарнира 36.

Поперечные балки 32 опираются на оси 2 опорных элементов 3 посредством шарниров, имеющих продольную горизонтальную ось 37 и вертикальную ось 38.

Поперечные балки 32 выполнены из двух секций 39, каждая из которых имеет зубчатую рейку 40 (фиг.9), размещенную в корпусе 41, снабженном зубчатым колесом 42, свободно вращающимся на оси 43 (фиг. 8 и 10). К продольным балкам 33 прикреплены несущие стойки 44. За счет этой зубчатой пары (рейка 40 и колесо 42) обеспечивается раздвижение секций 39 на одинаковые расстояния в противоположные стороны при увеличении общей длины продольной балки 33 при повороте транспортного средства.

На фиг. 11 изображен другой вариант транспортного средства, при котором несущая рама состоит из центральной рамы 45, жестко прикрепленной к балансирам 5 второго порядка гусеничного движителя и несущей на себе опорные стойки 46, а также из двух пар подпружиненных и раздвижных в продольном направлении кронштейнов 47, расположенных симметрично по обеим сторонам продольной оси транспортного средства, причем каждый кронштейн 47 опирается одним концом на центральную раму 45 шарнирно с вертикальными и продольными горизонтальными осями вращения, а другим концом шарнирно с вертикальной и горизонтальной продольной осями вращения на ось дополнительного опорного элемента 48, которая соединена с осью ближайшего опорного элемента распоркой 49. Эта распорка средней частью соединена с осью дополнительного опорного элемента 48 шарнирно с вертикальной осью 50 вращения, совпадающей с вертикальной осью вращения шарнирного соединения кронштейна 47 с осью дополнительного опорного элемента 48. Один конец этой распорки 49 связан с поворотным элементом 11 корпуса движителя шарнирно с вертикальной осью вращения, а другим с осью ближайшего опорного элемента гусеничного движителя посредством шарового шарнира 51.

Передние поворотные части центральной рамы 45 обоих гусеничных движителей соединены между собой шарнирно посредством рулевой трапеции представляющей собой кронштейн 52 (фиг. 11), прикрепленной жестко к центральной раме, и сошку 53 шарнирно прикрепленную к кронштейну 52. Каждый конец поперечной части сошки соединен шарнирно с противоположными кронштейнами 47 с помощью тяг 54, которые по обеим концам имеют шарнирные соединения. Каждый подпружиненный кронштейн 47 имеет выступ 55 (фиг.12), на котором расположена пружина 56, другой конец которой насажен на выступ 57, выполненный на кронштейне 58 центральной рамы 45.

На фиг. 13 изображено транспортное средство, в котором использовано два гусеничных движителя, расположенных последовательно один за другим. В этом варианте оси 2 соседних опорных элементов 3 соединены между собой распорками 59 посредством шаровых шарниров 60, расположенных по обоим концам распорок 59, при этом опорные элементы 3 опоясаны гусеничной лентой 15, являющейся общей лентой для обоих гусеничных движителей. В этом варианте выполнения несущая рама грузовой платформы выполнена в виде замкнутых кронштейнов 61 (фиг.14), каждый из которых жестко прикреплен к балансирам 5 второго порядка гусеничного движителя и расположен над гусеничной лентой 15, как это видно на чертеже.

Гусеничный движитель работает следующим образом.

При движении по прямой гибкие пластины 20 с гарантированным при сборке усилием прижимаются к упору 21. Для вхождения в поворот вправо или влево по ходу перемещения движителя посредством силового органа (на чертежах не показан) поворачивается поворотный элемент корпуса 12 на некоторый угол соответственно вправо или влево от продольной оси гусеничного движителя. При этом часть траков, расположенных между последним уже уложенным на грунт и находящимся на натяжном колесе 12 перекашиваются относительно упомянутых траков. Гибкие пластины 20 скользят по нижней поверхности упора 21 и по достижении определенного угла перекоса одна из гибких пластин спружинит и зацепится за упор, другая будет продолжать скользить далее по нижней поверхности упора. В таком зафиксированном состоянии траки поочередно попадают под нагрузку опорных элементов и находятся там до момента расфиксации.

Процесс фиксации будет продолжаться до тех пор, пока передний поворотный элемент корпуса 9 будет повернут силовым органом на определенный угол.

После того как зафиксированный трак по мере перемещения движителя окажется в конце опорной ветви гусеничной цепи диск 58, расположенный на заднем поворотном элементе корпуса, например, на оси последнего опорного элемента, взаимодействуя с упругой пластиной 20 выводит ее из зацепления с упором 21, причем взаимодействия дисков 30 с упругими пластинами 20 происходит по обе стороны от продольной оси гусеничной цепи независимо от того, перемещается гусеничный движитель по прямой или по кривой.

При повороте силовым органом переднего поворотного элемента корпуса поворачиваются на определенный угол друг относительно друга и часть траков, расположенных на участке свободной ветви гусеничной цепи между натяжным колесом 14 и ближайшей направляющей пластиной 26 с утолщением 27. Но фиксации траков, т. е. зацепления упругой пластины 20 за упор 21 не происходит, так как угол поворота одного трака относительно другого меньше, чем на упомянутом участке внизу за счет большей протяженности этого участка.

Использование: изобретение относится к транспортному машиностроению и касается гусеничного движителя. Сущность изобретения: гусеничная цепь состоит из траков, шарнирно сочлененных между собой через оси и снабженных устройством для фиксации каждого трака под углом к соседнему до их укладки на грунт, выполненным в виде пластин и взаимодействующих с ними упоров. На заднем элементе корпуса установлено устройство для расфиксации траков, выполненное в виде дисков, взаимодействующих с упругими пластинами. 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Гусеничный движитель, корпус которого имеет центральный элемент и сочлененные с ним поворотные элементы с натяжным и ведущим колесами и силовым поворотным устройством, содержащий опорные и направляющие элементы, приводное устройство и гусеничную цепь, состоящую из соединенных между собой траков, поворотных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, отличающийся тем, что траки гусеничной цепи снабжены устройством для фиксации каждого трака под углом к соседнему до укладки их на грунт, задний поворотный элемент снабжен устройством для расфиксации траков, а центральный элемент корпуса состоит из частей, выполненных с возможностью поворота относительно друг друга вокруг продольной оси симметрии. 2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что устройство для фиксации трака выполнено в виде двух упругих пластин, закрепленных на каждом траке и расположенных симметрично относительно продольной оси гусеничной цепи, и упора, расположенного на соседнем траке и взаимодействующего поочередно с каждой из названных пластин при повороте гусеничной цепи соответственно влево или вправо по ходу движения. 3. Движитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что устройство для расфиксации траков выполнено в виде двух дисков, расположенных на заднем поворотном элементе симметрично относительно продольной оси гусеничной цепи и взаимодействующих с упругими пластинами. 4. Движитель по п.1, отличающийся тем, что поворотные части центрального элемента корпуса выполнены в виде балансиров, расположенных вдоль продольной оси симметрии гусеничной цепи, установленных шарнирно на осях опорных элементов и соединенных между собой шарнирно балансирами второго порядка, обеспечивающими поворот частей центрального элемента корпуса друг относительно друга вокруг продольной оси симметрии при движении по неровной местности, при этом оси шарниров балансиров в местах опирания на оси опорных элементов расположены вертикально, а оси шарниров балансиров второго порядка в местах опирания на балансиры расположены горизонтально и вертикально. 5. Движитель по п. 2, отличающийся тем, что упор, взаимодействующий с упругими пластинами, является направляющим элементом гусеничной цепи, который взаимодействует с направляющими элементами корпуса, выполненными в виде расположенных вдоль оси симметрии гусеничной цепи пластин, снабженных закрепленными с обеих сторон гибкими утолщениями с убывающей по мере удаления от центра их крепления упругостью, при этом одни из пластин, нижние, прикреплены к оси опорных элементов, а другие, верхние, или к оси опорных элементов, или к балансирам, опирающимся на оси опорных элементов. 6. Движитель по п.1, отличающийся тем, что траки дополнительно снабжены средством для плавного перемещения опорных элементов. 7. Движитель по п.6, отличающийся тем, что средство для плавного перемещения опорных элементов представляет собой выступы и взаимодействующие с ними впадины, выполненные на траках в зоне перемещения опорных элементов, расположенные симметрично относительно продольной оси гусеничной цепи и имеющие одинаковое направление. 8. Движитель по п.7, отличающийся тем, что выступы и впадины, выполненные на траках, направлены в противоположные стороны. 9. Транспортное средство, содержащее несущую раму грузовой платформы и ходовую систему, отличающееся тем, что в качестве ходовой системы использованы по меньшей мере два гусеничных движителя по п.1. 10. Транспортное средство по п.9, отличающееся тем, что при использовании двух параллельно расположенных гусеничных движителей несущая рама состоит из центральной рамы и двух поперечных балок, опирающихся на оси опорных катков двух движителей посредством шарниров, имеющих вертикальную и продольную горизонтальную оси вращения, при этом центральная рама и поперечные балки соединены между собой посредством продольных балок, прикрепленных с одной стороны к центральной раме посредством шарниров, имеющих вертикальную и продольную горизонтальную оси вращения, а с другой стороны к поперечным балкам посредством шарового шарнира, при этом несущие вертикальные стойки грузовой платформы прикреплены к продольным балкам. 11. Транспортное средство по п.10, отличающееся тем, что каждая поперечная балка выполнена из двух секций, раздвигаемых в противоположные стороны на одинаковые расстояния с помощью устройства при увеличении общей длины продольной балки при повороте транспортного средства. 12. Транспортное средство по пп.10 и 11, отличающееся тем, что передние поворотные части центрального элемента корпусов обоих гусеничных движителей соединены между собой шарнирно посредством рулевой трапеции, обеспечивающей при повороте расположение продольных осей симметрии каждой гусеничной цепи по концентрическим окружностям. 13. Транспортное средство по п.9, отличающееся тем, что при использовании двух параллельно расположенных гусеничных движителей несущая рама состоит из центральной рамы и двух пар подпружиненных раздвижных в продольном направлении кронштейнов, расположенных симметрично по обеим сторонам продольной оси транспортного средства, причем каждый кронштейн опирается одним концом на центральную раму шарнирно с вертикальными и горизонтальными продольными осями вращения, другим концом шарнирно с вертикальной и горизонтальной продольной осями вращения на ось дополнительного опорного элемента, которая соединена с осью ближайшего опорного элемента гусеничного движителя распоркой, соединенной средней частью с осью дополнительного опорного элемента шарнирно с вертикальной осью вращения, а своими концами эта распорка связана соответственно одним с поворотным элементом корпуса гусеничного движителя шарнирно с вертикальной осью вращения, другим с осью ближайшего опорного элемента гусеничного движителя посредством шарового шарнира. 14. Транспортное средство по п.9, отличающееся тем, что при использовании двух последовательно расположенных гусеничных движителей оси соседних опорных элементов гусеничных движителей соединены между собой распорками посредством шаровых шарниров, расположенных по обоим концам распорок. 15. Транспортное средство по пп.9 и 14, отличающееся тем, что несущая рама грузовой платформы выполнена в виде замкнутых кронштейнов, каждый из которых жестко прикреплен к балансирам второго порядка гусеничного движителя и расположен над гусеничной лентой.