Ходовая часть транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК B62D55/04 

Изобретение относится к движителям транспортных средств, преимущественно внедорожных

Известен тандем-колесный гусеничный движитель в составе двух пневматических колес, и охватывающей их замкнутой эластичной ленты, выполняющей функции гусеницы.

Недостатком движителя является нерегулируемое в зависимости от условий движения натяжение гусеничной ленты. В результате она. находясь в постоянном натяжении, быстро изнашивается.

Известен другой тандем-колесный движитель с самонатягивающимся обводом, содержащий два пневматических колеса, балансирно связанных рамой, охватывающую их гусеницу в виде замкнутой эластичной ленты, и натяжной ролик, расположенный в верхней части межколесного пространства на такой высоте, что эластичная лента огибает его снизу, причем рама-балансир установлена на поперечно- горизонтальном шарнире опирающегося на него остова.

Особенностью конструкции такого движителя является нерегулируемое в зависимости от направления движения натяжение гусеничного обвода, служащее причиной преждевременного выхода эластичной ленты из строя по условиям усталости. Этот недостаток особенно существенен у движителей транспортных средств с возвратно-поступательным характером работы, когда движение в одном направлении (прямом) является рабочим, т.е выполняемым под нагрузкой, а в противоположном направлении холостым ходом. Такой рабочий режим характерен, например, для ряда строительно-дорожных машин: скреперов, бульдозеров, автогрейдеров. Целесообразно было бы, чтобы у тандем-колесных гусеничных движителей этих машин гусеничный обвод при движении вперед получал дополнительное натяжение для снижения проскальзывания в нем пневматических колес, а при движении назад, т.е. на холостом ходу, когда проскальзывание ввиду малой нагружен- ности и без того незначительно, несколько ослабевал.

Известна также ходовая часть транспортного средства, содержащая два колеса, связанные между собой посредством балансира, закрепленногоо на остове транспортного средства с помощью поперечно-горизонтального цилиндрического шарнир, натяжной ролик, кронштейн, поворотный в продольной плоскости и несущий ось натяжного ролика, установленный на балансире, гусеничную ленту, охватывающую колеса и контактирующую с натяжным роликом и дополнительную кат- ковую опоритакже связанную с поворотным кронштейном, причем кронштейн установлен с возможностью вертикального переме- щения по высоте и подпружинен относительно балансира вниз.

Такое конструктивное решение не позволяет сполна решить проблему повышения надежности и долговечности гусеницы, выполненной в виде эластичной ленты, ориентированной в продольном направлении нерастяжимым гибким кордом. В устройстве предусмотрено лишь предохранение

ленты от кратковременных перегрузок при наезде катковой опоры на высокую неровность,

Целью же настоящего изобретения является повышение надежности и долговечности гусеницы при реверсивном характере

движения транспортного средства путем

регулирования ее натяжения в зависимости

от направления движения.,

Эта цель достигается тем, что в ходовой

части транспортного средства, содержащей два колеса, связанные между собой балансиром, закрепленным на остове транспортного средства с помощью

поперечно-горизонтального цилиндрического шарнира, натяжной ролик, несущий его поворотный в продольной плоскости кронштейн, связанный с балансиром, и гусеничную ленту, охватывающую колеса и контактирующую своей внешней стороной с

натяжным роликом, кронштейн натяжного ролика связан с балансиром посредством шарнира, размещенного между указанным поперечно-горизонтальным шарниром крепления балансира к остову и осью заднего колеса, при этом ходовая часть снабжена регулируемой тягой, соединенной с кронштейном и осью натяжного ролика и с балансиром в зоне между осью переднего колеса и поперечно-горизонтальным шарниром

крепления балансира к остову. Кроме того, натяжной ролик снабжен управляемым тормозным механизмом.

На фиг.(1 изображена схема гусеничной ходовой части при виде сбоку; на фиг. 2

-ходовая часть в разрезе горизонтальной плоскостью, обозначенном йа фиг. 1; на фиг. 3 - ходовая часть в разрезе профильной плоскостью; на фиг. 4 - вариант ходовой части также в разрезе профильной плоскостью; на фиг. 5 - тот же вариант ходовой части, но при виде сбоку; на фиг. 6 и 7 - натяжной ролик с гидравлическим тормо зом прямого и реверсивного действия соответственно; на фиг. 8 то же, что и на фиг. 6

и 7, но на основе гидромашины регулируе.мой производительности; на фиг. 10 - натяжной ролик снабжен гидромашиной с гидроприводом крутящего момента на фиг. 11 - то же, что и на фиг. 10, но на основе мотор-насосов; (на фиг. 9 - гидромашина снабжена дросселем, управляемым из кабины).

Гусеничная ходовая часть с самонатягивающимся обводом содержит два 1 и 2 пневматических колеса, установленных на остове 3 транспортного средства посредством продольной рамы-балансира 4. Колеса охвачены эластичной лентой 5, изготовленной из армированного в продольном направлении нерастяжимым кордом эластомера (резины) и выполняющей функции гусеницы. Для этого со стороны внеш.ней поверхности б°на ленте выполнен протектор определенного рисунка (по типу тракторных или внедорожных автомобильных шин). С внутренней стороны гусеницы по обоим краям выполнены фиксирующие реборды в виде двух рядов отдельньТх упоров 7 и 8 в форме гусеничных пирамид, большими основаниями прикрепленных к ней. Реборды удерживают ленту на колесах от поперечного смещения.

В верхней части межколесного пространства на кронштейне 9 расположен натяжной ролик 10, причем на такой высоте, что лента огибает его снизу. Кронштейн установлен на раме-балансире 4 посредством поперечно-горизонтального цилиндрического шарнира 11. Посредством такого же (функционально) шарнира 12 с остовом 3 транспортного средства связана и рама-балансир 4, Геометрические оси обоих шарниров, таким образом, параллельны между собой, осям 13 и 14 колес, прикрепленных к концам рамы-балансира, и оси 15 натяжного ролика, прикрепленной к верхнему концу кронштейна 9. Поперечно-горизонтальный цилиндрический шарнир 11 расположен между шарниром 12 крепления движителя к остову с осью 13 заднего колеса. Диапазон относительного поворота кронштейна 9 и рамы-балансира 4, обеспечиваемый шарниром 11, достаточен для упора натяжного ролика в шины колес в крайних положениях.

С целью приспособления ходовой части к различным внедорожным условиям и режимам его нагружения ось натяжного ролика может иметь не жесткое крепление, а устанавливаться на вертикальном кронштейне посредством ползуна 16, постоянно поджимаемого к ленте пружиной 17, усилие предварительного сжатия которой регулируется гайкой 18 (см. фиг. 4). От относительного поворачивания кронштейн и ползун удерживаются фиксирующим элементом 19,

Еще большие регулировочные возможности для оптимальной настройки параметров движителя предоставит подвижное крепление горизонтально-поперечного шарнира 5 11 на раме-балансире 4 в продольном направлении (см. фиг. 5). С этой целью на заднее плечо балансира посажен ползун 20, несущий упомянутый шарнир 11. Продольное перемещение ползуна и его фиксирова0 ние в различных положениях осуществляют гайками 21, установленными по оба торца ползуна. Фиксирующий элемент 22 удерживает ползун и раму-балансир от относительного проворачивания, допуская только их

5 осевое перемещение гайками 21.

У обоих вариантов конструкции движителя поворотный кронштейн 9 дополнительно связан с рамой-балансиром 4 тягой регулируемой длины. По первому варианту

0 эта тяга является телескопической, и обе ее части относительно подпружинены. Внутренняя часть этой тяги состоит из винта 23, шарнирно связанного одним концом с крон- штейном, несущим ось ролика 10, вторым

5 ввинченного в трубу 24, являющейся продолжением рассматриваемой части тяги. Труба с одного (нижнего) конца имеет буртик 25 для упора витой пружины 26, которая вторым торцом упирается в кольцевой вы0 ступ 27, выполненный со стороны внутренней поверхности охватывающей (внешней) части 28 тяги. На втором, выступающем из охватывающей части тяги, конце трубы 24 предусмотрен элемент 29 для захвата ее

5 ключом и вращения при регулировании длины тяги

По второму варианту (см. фиг. 5) тяга выполнена в виде силового цилиндра 30, штоковая полость которого подсоединена к

0 гидроаккумулятору 31, с регулируемым вин- , том 32 усилием предварительного сжатия его пружины 33. Эта же полость подсоединена к регулируемому источнику давления рабочего тела, Вторая полость цилиндра со5 общена с атмосферой.

Для большей эффективности устройства натяжной ролик снабжен тормозным механизмом, связывающим его с осью, например гидравлическим.

0 Гидравлические тормозные механизмы (см. фиг. 6 и 7) также могут использоваться в кинематической связи ролика с его осью. В качестве гидротормоза может быть использована любая гидромашина объемного

5 действия, способная работать в nacocHoiv режиме. Насос может быть обычным (см фиг. 6 поз. 34) или реверсивным (см фиг. 7 поз. 35), способным перекачивать жидкость. (масло) при вращении его вала в обоих направлениях. Корпус насоса в обоих ел/чаях

крепится к ролику 10 или выполняется с ним за одно целое, а вал 36 соосен оси вращения ролика и связан с кронштейном. Образуемая роликом герметичная полость 37 служит емкостью для жидкости, перекачиваемой насосом. Эта полость заполнена настолько, что входные каналы 38, 39, 40 и 41 насоса постоянно окунуты в жидкость. Регулируемые дроссели 42, 43, 44, установленные в выходных каналах, позволяют своей настройкой определять давление, развиваемое насосом, а следовательно, и тормозной момент на его валу 36. Обратные клапаны 45 и 46 (см. фиг. 7) позволяют отключать дроссель во входящем канале и подключать в выходном при реверсировании направления вращения ролика. Для регулирования дросселя в ролике могут выполняться герметично закрываемые окна 47, или же управляющий элемент дросселя, как правило винт, выведен, из плоскости ролика через герметично уплотненное отверстие. Ролик является также и теплообменником для охлаждения перекачиваемой насосом через дроссель жидкости. С этой целью он может содержать вентилируемые ребра и выполняется из материала высокой теплопроводностью.

Дальнейшим развитием конструкции, притормаживаемой гидравлически дополнительной катковой опоры, является использование насоса не только с реверсируемым потоком жидкости, но и с регулируемой производительностью (см. фиг. 8 поз. 48). Доступ к органу управления насосом может обеспечиваться так же, как и к дросселям - через герметично уплотненный лючок 49 в ролике, или же благодаря выводу органа из полости ролика через герметично уплотненное отверстие. При этом орган не выступает за габарит ролика, находясь в углублении в нем.

Возможно также обеспечить управление тормозным моментом, развиваемым насосом 50, в процессе движения транспортного средства с рабочего места водителя, если установить регулируемый дроссель 51 в кабине. С этой целью сообщение насоса 50 с дросселем осуществлено через подвижные блоки герметичных уплотнений 52 и 53, посаженных на вал 54 насоса. Этим обеспечивается гидравлическая связь рабочих полостей насоса 50, выполненного реверсивным, через дроссель 51, исключая сообщение ее находящейся под давлением магистрали с полостью 55 ролика и атмосферой. Возможные все же утечки жидкости будут компенсироваться из ее объема, заполняющего полость 55, через обратные клапаны 56 и 57 а точнее через тот из них,

который окажется во всасывающей, разгруженной магистрали. Упомянутые подвижные герметичные уплотнения позволяют ролику вращаться,не нарушая герметичности гидравлических связей. Теплообменники 58 и 59 обеспечивают охлаждение жидкости на выходе из дросселя, причем установленные параллельно им обратные клапаны 60 и 60 обеспечат отключение того

из них, который окажется на входе в дроссель.

Описанные схемы создания момента на натяжном ролике позволяют реализовать эффект поджатия его к ленте и управления

величиной этого поджатия. Это возможно, если в качестве гидромашины использовать гидромотор, в частности, объемного типа для создания значительного регулируемого и нерегулируемого крутящего момента (радиально-поршневой). Корпус такого мотора крепится неподвижно к ролику 10 или выполняется с ним за одно целое, а вал 61 крепится к кронштейну. Вывод каналов для питания мотора от гидронасоса 62 регулируемой производительности решен таким же образом, как и у насоса по схеме на фиг. 9, т.е. через блоки подвижных уплотнений штуцеров и сверления в валу. Тип гидронасоса 62 может быть любым, но предпочтительнее объемным, Полость в ролике так же, как и у предыдущих схем, герметичная и

используется для резервирования некоторого объема жидкости, идущего на возмещение утечек через обратные клапаны 63 и

64, всегда запирающие напорную магистраль, но всасывающую - сообщающую с этой полостью. Теплообменник 65 обеспечивает рассеивание тепловой энергии накапливаемой жидкостью.

И, наконец, наиболее совершенной и универсальной является схема подвода крутящего момента к ролику, основанная на гидромашинах 66 и 67, способных работать как в режиме насосов, так и моторов (см.

фиг. 11) Такая схема позволяет и притормаживать ролик, и приводить его принудительно.

В остальном этот вариант конструктивного решения ходовой части аналогичен

первому,

Устройство работает следующим образом.

Воспринимая посредством шарнира 12 нагрузку со стороны остова 3 транспортного

средства, ходовая часть передает ее на опорное основание (грунт, во внедорожных условиях). При этом эпюра опорных давлений имеет максимум под колесами 1 и 2, а минимум - между ними. Разница значений давлений в этих экстремальных точках зависит при опирании ходовой части на мягкий грунт от натяжения гусеничной ленты 5. При увеличении натяжения минимальное значение возрастает, а максимальное - убывает, что свидетельствует о повышении равно- 5 мерности распределения опорных давлений. Когда ходовая часть находится в покое, то при равенстве плеч рамы-балансира эпюра опорных давлений сим метричная относи- тельно поперечно-вертикальной плоскости, 10 проходящей через шарнир 12.

При движении вправо (см. фиг. 1 и 5), что соответствует прямому рабочему ходу транспортного средства (бульдозера, например), верхняя ветвь гусеничной ленты 5, 15 огибающая снизу натяжной ролик 10, перемещается в том же направлении. Поскольку в контакте ролика с лентой и в его опорах на ось 15 при этом возникают силы сопротивления движению ленты, ролик увлекается 20 ею и перемещаясь по дуге радиусом, равным длине кронштейна 9, вызывает дополнительное натяжение ленты (ссверх того, что обеспечивается пружиной 26). Дополнительное натяжение ленты снижает про- 25 скальзывание колес 1 и 2 в ней, неизбежное при движении под нагрузкой, особенно если движитель является ведущим и к одному или обоим колесам подводится крутящий момент (механически, гидравлически или 30 электромоторами, что на схемах не обнаружено). Кроме того, дополнительное натяжение ленты повышает несущие способности движителя на мягких грунтах.

При движении задним ходом, когда хо- 35 довая часть должна развивать не максимальное толкающее усилие, а некоторое минимальное, достаточное для самопередвижения транспортного средства (бульдозера), гусеничную ленту целесообразно 40 частично ослаблять, что положительно отразится на ее долговечности. Это и происходит благодаря тому, что ролик 10, увлекаемый лентой влево, вызовет поворот рычага 9 против часовой стрелки. Поскольку 45 цилиндрический горизонтальный шарнир 11 поворота рычага 9 смещен в направлении заднего колеса 1, этот поворот и приведет к ослаблению ленты (из условий кинематики, что очевидно из схем на фиг 1 и 5).50

Дополнительные возможности в регулировании натяжения гусеничной ленты (по усмотрению механизатора) обеспечиваются при вращении трубы 24, входящей в состав 55 винтовой пары, посредством которойувели- чивают или ослабляют предварительное сжатие пружины 26 Это регулирование определяют исходя из режима работы транспортного средства под нагрузкой

Более оптимально к определенным условиям и режиму работы позволяет приспособить ходовую часть регулирование продольного положения шарнира поворота рычага, несущего ролик (путем перемещения ползуна 20 на раме-балансире гайками 21) и подвижное регулируемое гайкой 18с упором через пружину 17 крепление оси ролика на упомянутом рычаге (см. фиг. 5). Этим может меняться дуга перемещения натяжного ролика, а следовательно, и степень самонатяжения и ослабления ленты при реверсировании движения транспортного средства.

Эффект самонатяжения и самоослабления ленты возрастает, если натяжной ролик дополнительно притормаживать, например, посредством гидромашины (насоса 34, вал . 36 которого выполнен за одно целое с осью ролика, а корпус закрепЯён на ролике внутри его полости, или также выполнен за одно целое). Регулируя дросселем 42 через лючок 47 гидравлическое сопротивление в нагнетающей магистрали 28 насоса обеспечивают различные моменты притормаживания ролика 10, а следовательно различный эффект самонатяжения (прямой ход) гусеничной ленты 5, возрастающей с увеличением скорости.

Насос 35 в устройстве (см. фиг. 7) благодаря реверсивности, обеспечивает усиление не только эффекта самонатяжения ленты 5, но и ее самоослабления при заднем ходе, что еще больше положительно отразится на ее долговечности.

Еще больше возможностей в управлении эффективностью саморегулирования натяжения ленты открывает применение насоса 48 регулируемой производительности (см. фиг. 8).

Устройство по схеме на фиг. 9 выгодно отличается тем, что эффектом самонатяжения ленты можно управлять непосредственно при движении транспорта, сообразуясь с изменяющимися условиями и режимами этого движения. Для этого дроссель 51, обеспечивающий гидравлическое сопротивление, выведен за пределы полости ролика, например, непосредственно в кабину водителя.

В качестве гидромашины для регулирования момента на ролике 10 может использоваться также гидромотор (см. фиг. 10). Гидромотор расширяет возможности устройства благодаря тому, что, создавая различный по направлению и значению развиваемый им крутящий момент, что обеспечивается насосом 62, можно вызвать дополнительное самонатяжение ленты и при движении задним ходом (при необходимости)

Согласно схеме по фиг 11 в уст ройстве применены мотор-насосы 66 и 67, что не

меняя принципиально его функционирование, расширяет возможности регулирования эффекта самонатяжения гусеничной ленты 5 в тандем-колесном движителе.

Таким образом, тандем-колесный гусеничный движитель позволяет повысить долговечность применяемой в нем эластичной ленты, выполняющей функции гусеницы. Этот эффект-особенно существенно проявится в случае применения устройства на движителях транспортных средств с челноч- но-реверсивным режимом эксплуатации, когда половина времени смены приходит,. ся на движение задним ходом при максимальной загрузке движения передним ходом. Имея максимальное натяжение не постоянным, а только при движении вперед под нагрузкой, а также ослабляясь при заднем холостом ходе лента, тем самым, оказывается менее нагоруженной по времени и сможет больше находиться в эксплуатации без замены или восстановления. Формупа изобретен и я 1. Ходовая часть транспортного средства, содержащая два колеса, связанные между собой посредством балансира, закрепленного на остове транспортного средства посредством поперечно-горизонтального цилиндрического шарнира, натяжной ролик, кронштейн, поворотный в продольной плоскости и связанный с натяжным роликом и балансиром, и гусеничную ленту, охватывающую колеса и контактирующую с натяжным роликом,отличающаяся тем,что,с

целью повышения надежности и долговечности, кронштейн натяжного ролика связан с балансиром посредством шарнира, размещенного между указанным поперечно- горизонтальным шарниром крепления балансира к остову и осью заднего колеса, при этом ходовая часть снабжена регулируемой тягой, соединенной с кронштейном и осью натяжного ролика и балансиром в зоне между осью переднего колеса и поперечно-горизонтальным шарниром крепления/ балансира к остову.

2. Ходовая часть по п. 1,отличающая- с я тем, что натяжной ролик снабжен управля- емым тормозным механизмом.

3d

/

/

pt/e.2

А-А

6-5

/з

г

Фиг.Ъ

шн

н

л

Фиг. в

45 fo W

3

35

Фиг.А

6ff

Фиг. 9

.6 &

& ю

Фиг. 10

Фиг..//