КОЛЕСО ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ Российский патент 2006 года по МПК B60B15/00 

Изобретение относится к наземным мобильным машинам для работы на дорогах с твердым покрытием и в условиях бездорожья.

Известно устройство спаренных пневмоколес, у которых на беговых дорожках выполнены прямолинейные перемычки и каждое из колес пары крепится на ведущей полуоси в противофазе таким образом, чтобы в совокупности они обеспечивали непрерывную окружность качения. При работе на влажных грунтовых дорогах и на поверхностях с малой несущей способностью за счет прямоугольных перемычек обеспечиваются повышенные тягово-сцепные свойства спаренных неполнокруглых колес.

Недостатками таких спаренных неполнокруглых колес являются их повышенная масса и возникновения больших ударных нагрузок на них в момент входа прямолинейных кромок перемычек в контакт с опорной поверхностью [1].

Известно также аналогичное колесно-шагающее устройство, у которого перемычки на беговых дорожках спаренных колес размещены по периметру таким образом, чтобы круглые части спаренных колес при контакте с опорной поверхностью работали с перекрытием, способствующим уменьшению ударных нагрузок на них в момент входа прямолинейных кромок перемычек в контакт с опорной поверхностью. Испытание модельных образцов таких спаренных неполнокруглых колес на тракторах класса 1, 4 показали, что полностью освободиться от ударных нагрузок не удается особенно на дорогах с твердым покрытием [2]. При этом выяснилось, что при переходе от работы круглой части одного колеса к совместной работе двух круглых частей колес в зоне перекрытия возникает кинематическое несоответствие между ними вследствие разницы динамических радиусов перекатывания колес в паре, что приводит к повышенному сопротивлению, перекатыванию и их износу, а также дополнительной динамической нагрузке на трансмиссию и двигатель мобильной машины.

Целью изобретения является повышение тягово-сцепных свойств и профильной проходимости ведущих колес мобильных машин, снижение собственных масс колес и ударных нагрузок на них при входе в контакт перемычек с опорной поверхностью.

За прототип принято устройство, описанное в [2].

Сходными признаками предложенного ведущего колеса повышенной проходимостью по сравнению с прототипом является наличие прерывистых беговых дорожек.

Изобретение отличается от прототипа тем, что вместо двух спаренных на одной ведущей полуоси неполнокруглых колес предложено моноколесо с тремя беговыми дорожками, из которых средняя беговая дорожка выполнена непрерывной, а две крайние прерывистыми (Фиг.2).

Средняя беговая дорожка имеет больший радиус перекатывания по сравнению с крайними. При движении по ровной жесткой недеформирующейся поверхности давление внутри шины повышают и тогда в непрерывном контакте с опорной поверхностью будет находиться только средняя беговая дорожка, в результате чего полностью исключаются динамические нагрузки на колесо и машину.

При работе на поверхностях с малой несущей способностью давление внутри шины понижают и в этом случае в контакте с опорной поверхностью будут находиться все три беговые дорожки.

Вторым отличительным признаком является наличие криволинейных кромок перемычек, сориентированных в продольном направлении на крайних беговых дорожках по сравнению с прямолинейными поперечными перемычками у прототипа. Криволинейные кромки перемычек, сориентированные в продольном направлении, позволяют увеличить время их последовательного входа в контакт с опорной поверхностью и тем самым снизить ударное воздействие на опорную поверхность.

Третьим отличительным признаком является равномерное удельное давление в пятне контакта по сравнению с прототипом, у которого удельное давление в два раза выше при контакте с опорной поверхностью круглой части одного колеса по сравнению с положением, когда с опорной поверхностью контактируют две круглых части спаренных колес.

Таким образом, предложенное ведущее колесо обладает новизной, существенными отличительными признаками и положительным эффектом, заключающимся в снижении его массы, повышении тягово-сцепных свойств и проходимости, уменьшении динамических нагрузок на двигатель и трансмиссию мобильной машины, улучшении плавности ее хода.

На фиг.1 и фиг.2 изображен общий вид устройства колеса повышенной проходимости, которое состоит из диска 1, средней непрерывной беговой дорожки 2, левой беговой дорожки 3, правой беговой дорожки 4, перемычки левой беговой дорожки 5, перемычки правой беговой дорожки 6, диаметр средней беговой дорожки Д₁, диаметр правой и левой дорожки Д₂, диаметр диска Д₃. На фиг.3 представлена развертка поверхностей беговых дорожек колеса повышенной проходимости.

Устройство работает следующим образом. При работе на дорогах и на твердых недеформируемых поверхностях внутреннее давление внутри шины повышают до величины, при котором под действием нормальной вертикальной нагрузки, приходящейся на колесо, просадка его h_ш не превышает разницу радиусов средней беговой дорожки и боковых 0,5Д₁-0,5Д₂≤h_ш. В этом случае кромки перемычек беговых дорожек не будут контактировать с опорной поверхностью, а значит не будут возникать ударные нагрузки на колесо.

При работе на поверхностях с малой несущей способностью давление внутри шины колеса понижают (Фиг.4). Под действием вертикальной весовой нагрузки и ведущего момента шина будет иметь большую просадку h_ш. Вследствие малой несущей способности будет осуществляться и просадка почвогрунта h_гр. Увеличенная площадь контакта шины с почвогрунтом уменьшает уплотнение его, а сферическая форма с криволинейными кромками перемычек увеличивает тягово-сцепные свойства колеса и его профильную проходимость в процессе преодоления единичных, пороговых препятствий.

Источники информации

1. А.с. №590164 (СССР). Ведущее колесо транспортного средства / Е.П.Бочков. - Опубл. в БИ - 1978. - №4.

2. Протокол исследовательских испытаний неполнокруглых ведущих колес трактора МТ3-82. / Федеральное государственное учреждение «Кировская зональная машиноиспытательная станция». - п.г.т. Оричи, 2005.

Изобретение относится к наземным мобильным машинам для работы на дорогах с твердым покрытием и в условиях бездорожья. Колесо включает две прерывистые беговые дорожки с криволинейными формами перемычек в продольном направлении, расположенные шахматным порядком в противофазе одной дорожки к другой. Колесо выполнено в виде одного моноколеса со средней непрерывной беговой дорожкой, которая имеет больший радиус качения по сравнению с упомянутыми прерывистыми левой и правой дорожками. При движении по ровной жесткой недеформирующейся поверхности давление внутри шины повышают и тогда в непрерывном контакте с опорной поверхностью будет находиться только средняя беговая дорожка, в результате чего полностью исключаются динамические нагрузки на колесо и машину. При работе на поверхностях с малой несущей способностью давление внутри шины понижают и в этом случае в контакте с опорной поверхностью будут находиться все три беговые дорожки. В результате повышаются тягово-сцепные свойства и проходимость ведущих колес транспортных средств при снижении их масс. 4 ил.

Колесо повышенной проходимости, включающее две прерывистые беговые дорожки с криволинейными формами перемычек в продольном направлении, расположенные шахматным порядком в противофазе одной дорожки к другой, отличающееся тем, что оно выполнено в виде одного моноколеса со средней непрерывной беговой дорожкой, которая имеет больший радиус качения по сравнению с упомянутыми прерывистыми левой и правой дорожками.