Гусеничний рушій - конструкція, призначена для важких самохідок, тягове зусилля в якій відбувається за допомогою намотування металевої стрічки. Дана система дозволяє досягти хорошої прохідності в будь-яких умовах. Збільшена площа контакту з поверхнею забезпечує низький тиск на ґрунт - близько 0,120-1,20 кгс/см², що набагато менше, ніж тяжкість ступні людини. Внаслідок цього основні деталі гусеничного рушія захищені від глибокого проникнення у ґрунт.
Пристрій двигуна
Конструкція системи досить проста і включає:
- Звичайне колесо, яке виконує провідні функції.
- Гусеницю, виконану у вигляді металевої стрічки, що створює для коліс рівну поверхню під час руху.
- Ковзанки для опори - рухлива деталь, що виключає провисання гусениці.
- Натягуючий механізм із лінивцями.
- Влаштування компенсації.
Гусеничний рушій був розроблений Дмитром Андрійовичем Загрязьким, штабс-капітаном армії Росії. 2 березня 1837 року їм було подано прохання отримання патенту на свій винахід.
Типи рушіїв
Як система гусеничний рушій ділиться на чотири підвиди, кожен з яких має власні відмінні характеристики:
- Двигун із встановленими для підтримки котками. Провідне колесо для цієї конструкції інтегроване у задню частину. Лінивці при цьому використовують вільного типу.
- Другий варіант представлений без використання котків, що підтримують, але з таким же заднім колесом, як у описаного вище. Він також виконує провідні функції.
- Третій підвид відрізняється наявністю підтримуючих котків та переднім провідним колесом. Лінивці надають додаткову та вигідно відрізняють систему від попередніх.
- І четвертий тип - без використання котків, що підтримують. У ньому також використано переднє провідне колесо.
Мінуси
Як і всі механізми, гусеничний рушій має низку негативних сторін. Вони включають:
- Недовговічні елементи: гусенична стрічка, пальці, вуха та інші деталі вимагають періодичної заміни та особливої уваги.
- Траки, що ламаються при нерівномірному навантаженні. Ці деталі мають гарний запас міцності, але легко виходять з ладу за певних умов.
- Слабка система захисту від потрапляння сторонніх елементів на внутрішню поверхню гусениці та ковзанок.
Незважаючи на значні габарити та зовнішню надійність, гусенична система потребує ретельного контролю. Її власник повинен володіти спеціальними технічними навичками.
Ця конструкція є полегшеним варіантом системи, що використовується для створення військових машин і спеціальних всюдиходів. Гусенична платформа виконана у вигляді модуля, що знімається, і призначена для установки на легкові автомобілі.
Відмінною рисою знімної платформи є простота використання та доступність широким масам. Вартість такого модуля не перевищує сімсот тисяч, що значно дешевше за заводський позашляховик на гусеничному ходу.
Перетворити свою машину на зразок танка можна в будь-яких умовах. Достатньо мати під рукою відповідний інструмент, і ви з легкістю отримаєте всюдихід зі звичайного легкового автомобіля.
Монтаж конструкції – досить простий процес. Для цього машину своїм ходом заганяють на платформу та знімають колеса. Потім її закріплюють у спеціальних колодках, а кардан підключають до заднього моста модуля. Крім того, процедуру з'єднання необхідно провести і для системи ручного гальма. Все збирання займає не більше трьох годин і може проводитися у відкритому полі.
Гусениці для легкового автомобіля
Гусеничний рушій для легкових автомобілів став досить популярним. Можливість долати на своїй машині пересічену місцевість за несприятливих умов спонукала умільців на створення різноманітних модулів зі своїми специфічними особливостями.
Наприклад, компанія Wheeltracks сформулювала траки, що з'єднуються в штатному місці, замінюючи звичайні колеса. Модель сумісна з будь-яким повнопривідним автомобілем і є найдоступнішим рішенням збільшення прохідності. Простий в експлуатації, він не потребує спеціальних знань та складного інструменту.
Челябінська компанія "Уралплатформа" не відстає від своїх колег і також випустила конструкцію, окрім усього іншого сумісну і вартість їхньої «егози» починається від трьохсот п'ятдесяти тисяч, а швидкість, що розвивається, доходить до сорока кілометрів.
Висновок
Практично кожен чоловік мріє стати володарем потужного всюдихода, проте не кожен може дозволити собі його придбання. У цій ситуації на виручку приходить знімний модуль, який, маючи високі характеристики, приваблює доступною вартістю. Він не вимагає спеціальних знань та складного інструменту.
Гусенична приставка до мотоблоків - гідна заміна мотобуксирувальника! Вона дозволить численним любителям зимового активного відпочинку, мисливцям, рибалкам не дивлячись на глибину снігу без проблем діставатися потрібного місця. Гусенична приставка може бути засобом транспортування вантажів, дров, сіна або самого снігу при прибиранні прибудинкової території.
Вага гусеничного приводу: 50 кг
Швидкість: не більше 20 км/год
Сніговий покрив: до 50 см
Брід: не більше 40-50 см
Об'єм під час відправлення через ТК: 0,225 куб.м.
Транспортування: сани-волокуші, причіп від мотоблока, перевезення до 4-х осіб по рівній утрамбованій дорозі, бездоріжжям 1-2 особи
Снігохідна приставка повністю готова до використання і не вимагає жодних доробок ні з боку мотоблока, ні з боку самої приставки.
Для використання приставки як транспортний засіб рекомендується купувати складні сані-волокуш і сидінням, а для перевезення вантажів сані-волокуші у вигляді плоского коритця.
ГУСЕНІЧНИЙ ПРИВІД складається:
1. Права та ліва рама гусеничного приводу з роликами та зірочками.
2. На зірочках одягнена гумова гусениця.
3. Ступиця великої зірочки на кожній рамі вставляється в осі редуктора провідних коліс мотоблока і фіксується болтами (рідні фіксатори не підоздять).
4. Вся конструкція з'єднана рамкою. Нижня частина рамки кріпиться до рами через гумову втулку. Верхня частина рами кріпиться в перший отвір двигуна за допомогою болта до кронштейна мотоблока.
5. Рамка утримує мотоблок у горизонтальному положенні, тому сошник не потрібний.
6. Під час роботи з плугом або підгортником рамку можна видалити.
Використання: винахід відноситься до машинобудування і може бути використане у приводі гусеничного рушія швидкохідних машин: тягача, танка, трактора. Сутність винаходу: провідний підресорений опорний каток має зубчастий вінець для зачеплення з гусеничним ланцюгом. Це дозволить забезпечити надійне зчеплення згаданої ковзанки з гусеницею. В результаті передачі тягових і гальмівних зусиль на нижній гілки гусеничного ланцюга зменшиться зношування шарнірів ланцюга і збільшується їх довговічність. 4 іл.
Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане в приводі гусеничного двигуна швидкохідних машин: тягача, танка, трактора. Відомо провідне зубчасте колесо гусеничного машини, що впливає на гусеничний рушій на прямолінійній ділянці нижньої гілки гусеничного ланцюга. Завдяки цьому взаємне кутове зміщення шарнірів гусеничних ланок при переході гусеничного ланцюга з верхньої гілки в нижню і назад відбувається практично без навантаження. Це підвищує ККД та довговічність шарнірів ланок гусеничного рушія. Однак згадане провідне зубчасте колесо не підресорне, що виключає його використання в швидкохідних гусеничних машинах, оскільки під час руху буде пошкоджуватися. Відомі гумові провідні підресорні котки колісно-гусеничних машин, привід яких використовується тільки при русі зі знятими гусеничними ланцюгами, тобто на колісному ході. При русі на гусеничному ходу використовується відоме провідне колесо різних типів: зубчасте, з чотирма роликами і т. д. Недоліком такого приводу є можливість його використання для приводу гусеничних ланцюгів через ковзання гумових котків по металевій рівній бігових доріжок гусеничних ланок. Відомий привід ходової частини гусеничної машини, що містить ведені шестерні, охоплені гусеничною стрічкою, і опорні ковзанки, принаймні один з яких виконаний у вигляді ведучої шестерні зубчастої, розміщеної між веденими шестернями і зачепленою з нижньою гілкою у гусеничній. Недоліком такого приводу є слабке зачеплення провідної шестерні з гусеничною стрічкою. Мета винаходу підвищення довговічності та ККД шарнірів ланок гусеничного рушія за рахунок зниження навантаження в них на ділянці активної роботи шарнірів ланок при обгинанні натяжного та ведучого коліс. Привід ходової частини гусеничної машини, переважно тягача, що містить ведені шестерні, охоплені гусеничною стрічкою, і опорні котки, принаймні один з яких виконаний у вигляді провідної зубчастої шестерні, розміщеної між веденими шестернями і зачепленою з нижньою гілкою забезпечений балансирним зубчастим редуктором, підпружиненим щодо корпусу і встановленому з можливістю повороту навколо приводної від трансмісії осі, а зазначена провідна зубчаста шестерня має діаметр менше відстані від нижньої гілки гусеничної стрічки на її прямолінійній ділянці до осі підтримуючих котків, і змонтований . Завдяки цьому взаємне кутове зміщення шарнірів гусеничних ланок при переході гусеничного ланцюга з верхньої гілки в нижню і назад відбувається практично без навантаження. Для виконання поставленої мети провідний підресорний опорний каток постачають зубчастим вінцем, який знаходиться в постійному зачепленні зі спеціальними поверхнями гусеничних ланок на нижній прямолінійній ділянці гусеничного ланцюга. На кожному борту машини може бути кілька провідних ковзанок. На фіг. 1 показані провідні опорні ковзанки, загальний вигляд; на фіг. 2 розріз А-А на фіг. 1; на фіг. 3 розріз Б-Б на фіг 1; на фіг. 4 кінематична схема. Гусеничний ланцюг 1 2 машини має переднє 3 і заднє 4 напрямні колеса, одне з яких або обидва можуть мати натяжний механізм. Корпус ведучого опорного катка 5 шарнірно прикріплений до корпусу 6 машини 2. До корпусу опорного катка 5 приєднана пружина 7, другий кінець якої упирається в майданчик 8, прикріплену нерухомо до корпусу 6 машини. Тяга 9 з'єднана з корончатою гайкою 10, і шплінтом 11. Другий кінець тяги 9 прикріплений до корпусу опорної ковзанки 5 за допомогою пальців 12 і шплінта 13. Корпус опорної ковзанки 5 може обертатися у втулці 14, нерухомо закріпленої. шестерня 15 знаходиться в постійному зачепленні з шестернею 16, яка з'єднана з шестернею 17 вихідного вала 18. На вихідному валу 18 болтами 19 кріпиться провідне зубчасте колесо 20. Шестерні 16 і 17 встановлені на валах за допомогою шпонок 2. Стопорне кільце 23 оберігає вихідний вал 18 від осьових переміщень. Аналогічним чином прикріплений до корпусу машини і влаштований опорний ковзанка 24. 31, нерухомо з'єднаної з валом-шестернею 15 другого опорного катка 24. Пропонований привід працює наступним чином. Крутний момент передається від вихідного валу силової передачі через вал-шестерню 15 (катка 5), шестерні 16 і 17, вал 18, провідне зубчасте колесо 20 на прямолінійну ділянку нижньої гілки гусеничного ланцюга 1. При наїзді на перешкоду провідне колесо працює як опорний а корпус провідного опорного катка виконує роль балансира весь корпус бортової передачі повертається у втулці 14, стискаючи при цьому пружину 7. Завдяки передачі зусилля від ведучого колеса на прямолінійну ділянку нижньої гілки ланцюга гусеничного довговічність і ККД гусеничного ланцюга збільшуються. Наявність зубчастого вінця робить зачеплення опорної ковзанки з гусеничною ланкою гарантованою. Під час руху можливий відрив однієї ведучої ковзанки від гусеничного ланцюга. За наявності кількох провідних опорних котків з кожного борту одночасний відрив кількох котків неможливий. Силова передача опорної ковзанки матиме невеликі розміри. При потужності двигуна машини 500 кВт та 10 (по 5 з кожного боку) провідних опорних котків через кожну ковзанку буде реалізована потужність 50 кВт.
формула винаходу
ПРИВЕДЕННЯ ГУСЕНИЧНОГО РУХАРЯ ШВИДКОХІДНОЇ МАШИНИ, переважно тягача, що містить ведені напрямні колеса, охоплені гусеничною стрічкою, і опорні катки, принаймні один з яких виконаний у вигляді ведучого зубчастого колеса, розміщеного між відомими колесами , який відрізняється тим, що він забезпечений балансирним редуктором, підпружиненим до корпусу і встановленим з можливістю повороту навколо приводної від трансмісії осі, а провідне зубчасте колесо виконано діаметром, меншим від відстані від нижньої гілки гусеничної стрічки на її прямолінійній ділянці до її верхньої гілки на вихідний осі редуктора.
Гусеничний рушійслужить для перетворення крутного моменту, що підводиться до провідних колес через трансмісію від силової установки, тягове зусилля, що рушить ТС.
Двигун гусеничних машин складається з:
- гусеничних ланцюгів 4 або стрічок
- провідних 3 та напрямних 1 коліс
- опорних 5 та підтримуючих 2 котків
Вага ТС передається через підвіску на опорні катки та гусениці, а через них – на опорну поверхню.
Під дією крутного моменту М провідні колеса перемотують гусеничні ланцюги, які розстилаються по дорозі і є як би рейковим шляхом, яким на опорних катках переміщається несуча система машини. У міру перекочування опорних котків задні ланки (траки) гусеничного ланцюга переходять на верхню гілку гусениці, а потім знову вступають у контакт з поверхнею ґрунту під передньою частиною машини.
Мал. Схеми гусеничних рушіїв з кормовим (а, б) та носовим (в, г) розташуванням провідного колеса:
1 - спрямовуюче колесо; 2 - підтримуючі котки; 3 - провідне колесо; 4 - гусеничний ланцюг; 5 – опорні ковзанки; v – швидкість машини; М - крутний момент
За конструкцією гусеничні рушії сучасних машин можуть бути з несучими або піднятими направляючими колесами, переднім або заднім розташуванням провідних коліс, з підтримуючими катками або без них та різними типами шарнірів гусениць (відкриті металеві, гумометалеві шарніри, шарніри у вигляді голчастих підшипників).
На малюнках а і б провідні колеса розташовані в кормовій частині машини. У цих схемах втрати на тертя в шарнірах менше, ніж при носовому розташуванні провідних коліс, оскільки кількість шарнірів гусениці, навантажених тяговим зусиллям, і точок перегину зменшується.
У схемі малюнку в напрямне колесо є несучим, т. е. воно опущено на опорну поверхню і водночас виконує роль опорного катка. У цьому випадку направляюче колесо обов'язково підресорено.
У схемах, наведених на малюнку б, г відсутні підтримуючі котки, опорні котки великого діаметра, і сам рушій має меншу висоту. Однак при русі з великими швидкостями верхня гілка гусениці починає здійснювати значні вертикальні коливання, які супроводжуються ударами по опорних катках. Схема на малюнку г містить велику кількість опорних ковзанок, розташованих у шаховому порядку, що покращує прохідність машини.
Гусениці транспортних машин можуть бути виконані у вигляді замкнутих гумокордних або гумометалевих стрічок. Однак ці стрічки внаслідок недовговічності та малої несучої здатності використовуються на найлегших машинах, наприклад, на снігоходах. Найбільшого поширення набули металеві багатоланкові гусеничні ланцюги, що складаються з ланок (траків), шарнірно з'єднаних один з одним.
Траки являють собою литі або штамповані ланки зі зносостійкої сталі, що мають на зовнішній поверхні ґрунтозачепи, на внутрішній поверхні - напрямні гребені, а також отвори (цівки), до яких входять зубці провідних коліс, і вушка, в які входять сполучні пальці, що шарнірно з'єднують траки між собою.
Мал. Елементи металевої багатоланкової гусениці з відкритим металевим шарніром:
1 - цівка; 2 - вушка; 3 - напрямний гребінь; 4, 5 – траки; 6 - сполучний палець
Направляючі гребені перешкоджають спаданню гусениць з ковзанок. Якщо опорні котки одинарні, то гребені виконуються подвійними і розташовуються по обидва боки ковзанок, а якщо ковзанки здвоєні, то застосовуються одинарні гребені, що проходять між котками.
У гусеницях з відкритими металевими шарнірами сполучний палець 6 у вигляді довгого сталевого стрижня круглого перерізу вставляється в вушка зближених один з одним траків і закріплюється шплінтом, кільцем стопорним або розклепуванням. Гусениці з такими шарнірами схильні до прискореного зносу, тому що в шарніри легко потрапляє бруд і особливо пісок, що має абразивні властивості. В результаті зносу збільшується довжина гусениці та зменшується міцність пальців. Зміна довжини гусениці вимагає частого регулювання її натягу, і з зменшенням міцності пальців відбувається їх поломка, що веде до розриву гусениць.
Застосування гумометалевих шарнірів, у яких усунуто тертя, значно збільшує надійність та термін служби гусениць. У таких шарнірах палець впресовано в гумову втулку, яка, у свою чергу, запресована в трак-вушка. При згинанні гусеничного ланцюга відбувається лише закручування гумових втулок. Тертя ковзання між поверхнями відсутнє, тому немає зношування траків і пальців. Однак тут є втрати при згинанні гусениці внаслідок гістерезисних явищ у гумі. Для їх зменшення проводиться попереднє закручування втулок у бік, зворотний закручування їх при роботі.
Мал. З'єднання траків гумометалевим шарніром:
1 – гумова втулка; 2 – палець; 3 - вушко траку
Шарніри на голчастих підшипниках містять запас мастила та закриті сальниками. В даний час такі шарніри широкого поширення не набули.
Провідні колеса гусеничного рушія, призначені для перемотування гусеничного ланцюга, є сталевими вінцями, прикріпленими до маточин бортових передач.
За типом зачеплення провідних коліс з гусеничним ланцюгом розрізняють провідні колеса з цевковим та гребеневим зачепленнями.
При цівковому зачепленні (рис. а) зубці вінців входять до отворів (цівки) траків гусениць і при обертанні провідних коліс перемотують гусеницю.
При гребеневому зачепленні (рис. б) на зовнішній поверхні ведучого колеса є поглиблення, що за формою та розмірами відповідають гребеню гусениці, або спеціальні ролики, укріплені між гладкими ободьками колеса, які, взаємодіючи з гребенями траків, перемотують гусеницю.
Мал. Цівкове (а) та гребеневе (б) зачеплення ведучого колеса з гусеницею
Конструкція елементів зачеплення провідних коліс з гусеницею повинна забезпечувати ненаголошену передачу зусиль, вільний вхід і вихід елементів гусениці із зачеплення, хороше самоочищення від бруду, снігу та великих предметів, що потрапляють у зачеплення.
Напрямні колеса розташовуються на протилежному від провідних коліс кінці машини і служать для руху гусениці і (спільно з механізмом натягу) для регулювання натягу гусениці. Залежно від конструкції гусениць, провідних коліс та опорних котків напрямні колеса можуть бути подвійними або одинарними.
Натяг гусениць необхідний для запобігання їх спаданню, зменшення втрат при перемотуванні гусениць та полегшення їх монтажу та демонтажу.
Серед натяжних механізмів із механічним приводом розрізняють:
- гвинтові - з поступальним переміщенням осі напрямного колеса (рис. а)
- кривошипні - з переміщенням осі напрямного колеса по дузі кола. Поворот кривошипу може здійснюватися за допомогою черв'ячної пари (рис. б) або гвинтової стяжки (рис. в)
Мал. Гвинтовий (а) та кривошипні (б, в) механізми натягу гусениць:
1 - спрямовуюче колесо; 2 – корпус машини; 3 - гвинтовий механізм; 4 - фіксуючі гребінки; 5, 6 – черв'якові пари; 7 - кривошип; 8 - гвинтова
стяжка
У механізмі натягу, представленому малюнку а, при обертанні гвинта корпус механізму з прикріпленим до нього напрямним колесом переміщається вздовж корпусу машини і змінює натяг гусениці. У схемі малюнку б напрямне колесо встановлюється у відповідне заданому натягу гусениці положення за допомогою черв'ячної пари 5. Фіксація цього положення забезпечується за допомогою гребінок на кривошипі і корпусі машини. Введення та виведення гребінки кривошипа з зачеплення з корпусом здійснюються в одному механізмі за допомогою черв'ячної пари 6 і гвинтового механізму. У схемі на малюнку встановлення направляючого колеса в необхідне положення досягається за рахунок зміни довжини гвинтової стяжки. У деяких подібних конструкціях замість гвинтової стяжки встановлено гідравлічний циліндр.
Опорні катки передають вагу машини на гусеничні ланцюги і ними відбувається переміщення несучої частини машини. Число опорних ковзанок - п'ять-сім по борту.
Мал. Типи опорних котків:
а - із внутрішньою амортизацією; б - суцільнометалеві; в - еластичні
Опорні ковзанки сучасних гусеничних машин можна розділити на три типи: із зовнішньою гумовою шиною, із внутрішньою амортизацією (рис. а) та жорсткими суцільнометалевими (рис. б). Ковзанка кожного з трьох типів може бути одинарною, подвійною (див. рис. я, б) і при дуже великих навантаженнях на ковзанки - потрійною.
У деяких гусеничних рушіях опорні ковзанки виконані з пневматичними шинами або шинами з еластичним наповнювачем (рис. в).
Залежно від діаметра опорні ковзанки бувають малого (500...600 мм) і великого (700...800 мм; і більше) діаметрів. Гусеничні рушії з опорними котками малого діаметра включають підтримуючі катки.
Жорсткі опорні ковзанки використовуються на тихохідних гусеничних машинах. Катки із зовнішньою гумовою шиною знижують динамічні навантаження на гусеницю та ковзанку, а також зменшують шум при русі машини. Однак у гумі через велике внутрішні тертя при її деформації виділяється велика кількість теплоти, що призводить до розшаровування шини або відшаровування її від обода котка. При надто великих навантаженнях на ковзанку та швидкостях руху застосовуються ковзанки з внутрішньою амортизацією. Гума в цих ковзанках працює головним чином на зсув, і працююча поверхня значно більша, ніж у зовнішніх шинах.
Мал. Підтримуюча ковзанка:
1 - маточина; 2 – підшипники; 3 – кришка; 4 – втулка; 5 – стопорний палець; 6 – пробка; 7 – грибок; 8 – болт; 9 – прокладка; 10, 14 – гайки; 11 – кришка лабіринту; 12 - кільце; 13, 18 - шайби; 15 – шплінт; 16 – кронштейн; 17 - вісь; 19 – манжети; 20 - шина
Підтримуючі котки служать підтримки верхньої вільної гілки гусеничного ланцюга. Умови роботи таких ковзанок значно легші, ніж опорних, оскільки вони навантажені лише частиною ваги гусениць. На малюнку представлена конструкція катка, що підтримує, разом з кронштейном кріплення його до корпусу машини.
Для очищення бігових доріжок гусениць від снігу служать снігоочисники, що встановлюються в гусеничному двигуні.
Під час руху по сніговій цілині за деяких метеорологічних умов відбувається намерзання снігу на бігових доріжках гусениць, що викликає їх надмірний натяг відбувається так званий розпір гусениць, в результаті чого різко знижуються динамічні характеристики машини. Розпір може викликати спадання гусениці, руйнування гумової обшипування опорних ковзанок.
Сколювання льоду з бігової доріжки верхньої гілки гусениці здійснюється при русі машини спеціальною зірочкою, підібганою за допомогою пружини до бігової доріжки. Для поліпшення сколювання льоду зубці зірочки виконують змінну ширину. За відсутності льоду на гусениці зірочки перетворюються на неробоче становище.
Самоочищення направляючого колеса від бруду та снігу проводиться спеціальним пристосуванням у вигляді вигнутої лопатки, встановленої між вінцями колеса та закріпленою на корпусі машини.
