Сравнение гусениц с последовательным и параллельным резино-металлическим шарниром
Федеральное
агентство по образованию Российской Федерации
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский Государственный
университет»
Факультет «Автотракторный»
Кафедра «Колесные, гусеничные машины
и автомобили»
Сравнение гусениц с последовательным
и параллельным резино-металлическим шарниром
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Испытания ВГиКМ»
Автор работы
студент группы АТ-501
Просвирнин Р.Н
Челябинск
2016
АННОТАЦИЯ
гусеница шарнир танк эксплуатационный
Просвирнин Р.Н. Сравнение гусениц с
последовательным и параллельным резино -металлическим шарниром. - Челябинск:
ЮУрГУ, АТ-501, 18 с., 4 ил., 5 табл., библиогр. список - 3 наим., 0 прил.
Целью создания реферата является
сравнение гусениц с последовательным и параллельным резино - металлическим
шарниром путём проведения ряда испытаний .
Для оценки двух конструкций гусениц
использовались результаты сравнительных пробеговых испытаний, экономические и
разгонные характеристики.
ВВЕДЕНИЕ
Гусеничный движитель - движитель
самоходных машин, в котором тяговое усилие создаётся за счёт перематывания
гусеничных лент. Гусеничный движитель обеспечивает повышенную проходимость.
Большая площадь соприкосновения гусениц с почвой позволяет обеспечить низкое
среднее давление на грунт - 11,8-118 кН/м² (0,12-1,2 кгс/см²), то есть
меньше давления ноги человека. Тем самым гусеничный движитель предохраняется от
глубокого погружения в грунт.
С повышением скоростей движения
гусеничных машин все более широкое распространение получают гусеницы с
резино-металлическими шарнирами, которые в сравнении с открытыми металлическими
шарнирами имеют повышенный коэффициент полезного действия и больший срок
службы.
Первые проекты гусеничного движителя
предполагали облегчить передвижение по слабым грунтам повозок, которые
по-прежнему тянули бы лошади или люди. Позже они стали применяться на паровых
машинах. В 1832 г. англичанин Дж. Гиткот для освоения болотистой местности в
Ланкашире ставит паровой локомобиль на моногусеницу - его машину с колесами
большого диаметра целиком охватывает широкая полотняная гусеница с наклеенными
на нее поперечными деревянными рейками.
По другой версии первым создателем
гусеницы, от которой пошли тракторы, танки, считается Фёдор Абрамович Блинов. В
1877 году он изобретает «особого устройства вагон с бесконечными рельсами для
перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам». Бесконечные рельсы вагона
представляли собой замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев.
В 1884-1887 годах Фёдор Абрамович
Блинов построил гусеничный трактор с двумя паровыми двигателями, приводившими в
движениегусеничные ленты, который был испытан в 1888 году. В 1896 г. на
Нижегородской промышленной выставке Блинов заслужил похвальный отзыв «за
паровоз … для перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам и за
трудолюбие по его изготовлении». На это раз трактор имел гусеницы с
грунтозацепами на траках.
В нижней части рамы крепились на
рессорах две тележки, которые могли поворачиваться в горизонтальной плоскости
вместе с осями опорных колёс. Бесконечные рельсы вагона представляли собой
замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев. Вагон имел четыре
опорных колеса и четыре ведущие звёздочки.
В США изобретатели Бэст и Холт
(основавший фирму Caterpillar, что и переводится как «гусеница»)
в 1890 году создали гусеничный трактор с навешенным на него бульдозерным
оборудованием - он и стал прообразом современного бульдозера.
ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ
РЕЗИНО-МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ГУСЕНИЦЫ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА ТАНКА
Основные характеристики и
конструкция
Для среднего танка изготовлены и
испытаны резино-металлические гусеницы с шарнирами параллельного и
последовательного типа (табл. 1).
Гусеница первого типа (рис. 1)
собрана из двузвенных траков с запрессованными обрезиненными пальцами,
соединенных между собой с помощью болтов концевыми скобами и деталями средней
связи. Для гусеницы применено двухрядное зацепление (с дополнительной опорой
трака на ведущем колесе, способной воспринимать часть тягового усилия) с
наплавкой рабочих поверхностей зубьев и дополнительных опор износостойким
электродом Т-620; толщина наплавки на зубьях 7 мм, на дополнительных опорах - 4
мм.
Гусеница второго типа (рис. 2)
состоит из монолитных траков, изготовленных штамповкой, в проушины которых
запрессованы обрезиненные втулки; соединение траков осуществляется
шестигранными пальцами, на резьбовые хвостовики которых навернуты стягивающие гайки.
Зацепление гусеницы цевочного типа, толкающее, с дополнительной опорой трака на
ведущее колесо; рабочие поверхности зубьев наплавлены электродом Т-620, толщина
наплавки 3-4 мм.
Условия проведения испытаний
Чтобы исключить влияние на
результаты замеров состояния двигателя, трансмиссии, а также других факторов,
экономические и разгонные характеристики определялись на одном изделии, на
котором поочередно устанавливались гусеницы обеих конструкций.
К моменту испытаний гусеницы с
параллельным резино-металлическим шарниром отработали 3000 км, а с
последовательным - 3700 км. Предварительное натяжение гусениц при испытаниях
составляло 3000±250 кГ. Перед выполнением замеров двигатель и трансмиссия
прогревались путем непрерывного движения танка на максимальной скорости в
течение 1 час.
В период испытаний дорожные и
погодные условия не изменялись, температура окружающего воздуха была 20-26° С.
Испытания проводились на
горизонтальном участке грунтовой дороги протяженностью 1500 м. Грунт - сухой
укатанный чернозем, твердость 25-40 ударов (по ударнику ДорНИИ со стержнем
площадью 1 см2, длиной 10 см, грузом 2,5 кГ и высотой падения его 40 см).
Коэффициент сопротивления перекатыванию танка, определенный динамометрированием
для обеих конструкций гусениц в этих же дорожных условиях, был равен 0,065.
Для построения экономических
характеристик замерялись расходы топлива при движении танка на различных
скоростях (до максимальной включительно) . В каждом опыте движение машины по
опытному (мерному) участку осуществлялось в двух направлениях («туда-обратно»)
при постоянных оборотах двигателя n = 2700
об/мин. Температура охлаждающей жидкости выдерживалась в пределах 90±5° С,
сопротивление выхлопного тракта не изменялось.
Скорость движения определялась по
оборотам ведущих колес, расходы топлива измерялись расходомером ДО-03.
На каждой из шести передач (от II до VII
включительно) производилось не менее шести опытов. Усредненные результаты
замеров приведены в табл. 2 и представлены графиками (рис. 3).
По данным расхода топлива, с
использованием характеристики двигателя 5ТДФ по оборотам и методики работы [1],
подсчитана мощность, развиваемая двигателем на каждой из передач. Результаты
вычислений приведены в табл. 2 и представлены графиками (рис. 4).
Итоги испытаний
Время и путь разгона определялись
одновременно с экономическими характеристиками. Разгон начинался с I передачи и
продолжался до достижения двигателем на VII передаче оборотов
n = 2500
об/мин, что соответствует скорости 54,9 км/час. Путь определялся по числу
оборотов ведущих колес, время замерялось секундомером. Средние значения времени
и пути разгона, полученные для среднего танка, снабженного различными
гусеницами, приведены в табл. 3.
В одинаковых дорожных условиях
разгон танка на гусеницах с последовательным резино-металлическим шарниром до
скорости 54,9 км/час осуществляется в 1,74 раза быстрее на пути в 1,89 раза
короче, чем разгон танка на гусеницах с параллельным шарниром.
Результаты эксплуатационных
испытаний танков с различными гусеницами соответствуют данным специальных
испытаний. В табл. 4 приведены средние скорости и расходы топлива (определенные
по доливу), полученные на двух машинах, снабженных соответственно гусеницами с
последовательными и параллельными шарнирами и эксплуатировавшихся в дорожных
условиях, весьма близких к тем, при которых снимались экономические
характеристики.
Так как при линейных пробегах
двигатель значительную часть времени работает на неустановившихся режимах,
характеризующихся пониженной экономичностью [2], полученные значения часовых
расходов топлива несколько выше определенных при специальных испытаниях.
Установка на среднем танке гусениц с
последовательным шарниром повысила работоспособность движителя. В табл. 5
приведены величины износов опорных и поддерживающих катков, направляющих колес
и элементов зацепления гусеницы с ведущим колесом после 3000 км пробега (1000
км - сырой песок, 2000 км - сухая укатанная, черноземная дорога).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Установка на движителе с металлическими
необрезиненными опорными катками резино-металлической гусеницы с
последовательным шарниром (по результатам настоящих испытаний) повышает
эксплуатационные показатели среднего танка в сравнении с резино-металлической
гусеницей с параллельным шарниром, что свидетельствует о меньших потерях в
движителе. Это объясняется:
а) улучшением конструкции беговой дорожки,
снижающим потери на перекатывание (см. износы опорных катков, поддерживающих
роликов и направляющих колес в табл. 5);
б) более совершенной работой зацепления (меньшие
суммарные износы элементов зацепления, см. табл. 5);
в) большей изгибной жесткостью траков гусеницы с
последовательным шарниром (см. табл.1), что способствует снижению максимальных
давлений под грунтозацепами и, следовательно, уменьшению затрат на необратимую
деформацию грунта.
Настоящие исследования показывают, что
быстроходная гусеничная машина с движителем, снабженным резино-металлической
гусеницей, при одинаковой удельной мощности имеет различные эксплуатационные
показатели в зависимости от параметров, определяемых конструкцией гусеницы:
типа шарнира, зацепления, формы беговой дорожки, изгибной жесткости трака и др.
Гусеницы с последовательным резино-металлическим
шарниром улучшают условия работы опорных и поддерживающих катков, направляющих
колес, способствуют повышению срока службы (ходимости) движителя в сравнении с
гусеницей с шарниром параллельного типа.
При использовании более совершенных узлов и
механизмов ходовой части можно улучшить подвижность и экономичность
быстроходных гусеничных машин без повышения удельной мощности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Софиян
А.П. Определение сопротивления движению машин с использованием оборотной
характеристики двигателя. «Вестник бронетанковой техники», 1965, № 5.
Болтинский
В.Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей. Изд-во
сельскохозяйственной литературы, 1962.
http://slavikap.livejournal.com/12252255.html «Кто
придумал танковые гусеницы и чем траки наших танков отличаются от западных»