6847

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (12)

РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ

СОБСТВЕННОСТИ

(19) BY (11) 6847

(13) U (46) 2010.12.30

(51) МПК (2009) B 62D 55/00 B 62D 11/00

(54) ПОЛУГУСЕНИЧНЫЙ ХОД

(21) Номер заявки: u 20100435 (22) 2010.05.07 (71) Заявитель: Учреждение образования

"Белорусский государственный аг-рарный технический университет" (BY)

(72) Авторы: Бобровник Александр Ивано-вич; Котлобай Анатолий Яковлевич; Котлобай Андрей Анатольевич (BY)

(73) Патентообладатель: Учреждение образо-вания "Белорусский государственный аграрный технический университет" (BY)

(57) 1. Полугусеничный ход, содержащий ведущее неуправляемое колесо тяговой машины

и дополнительное, установленное на рычаге, связанном шарнирно с кожухом полуоси веду-щего колеса, и гусеницу, охватывающую ведущее неуправляемое и дополнительное коле-са, отличающийся тем, что дополнительное колесо выполнено в виде мотор-колеса с аксиально-поршневым гидромотором, содержащим блок цилиндров со ступицей крепле-ния диска дополнительного колеса, установленный с возможностью вращения на непо-движном валу, закрепленном на рычаге подвески дополнительного колеса; две группы поршней, образующих в блоке цилиндров рабочие полости, связанные с подводящим и отводящим каналами аксиально-поршневого гидромотора, и взаимодействующих посред-ством шариков с двумя наклонными шайбами аксиально-поршневого гидромотора.

2. Полугусеничный ход по п. 1, отличающийся тем, что одна из наклонных шайб ак-сиально-поршневого гидромотора установлена на валу с возможностью поворота относи-тельно оси аксиально-поршневого гидромотора на угол 0-180° в одной плоскости и связана с зубчатым колесом червячного зацепления, взаимодействующим с червяком, установленным в подшипниковом узле корпуса аксиально-поршневого гидромотора, и приводимым во вращение от вала автономного двигателя.

Фиг. 1 BY

684

7 U

201

0.12

.30

BY 6847 U 2010.12.30

2

(56) 1. Попов Д.А., Попов Е.Г., Волошин Ю.Л., Кутин Л.Н., Субботин В.Н. Системы

подрессоривания современных тракторов (Конструкция, теория и расчет). - М.: Машино-строение, 1974. - 176 с. Рис. 24. - С. 32.

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, преимущественно к

ходовым частям колесных тяговых машин высокой проходимости. Известен полугусеничный ход, содержащий ведущее неуправляемое колесо тяговой

машины, и дополнительное, установленное на рычаге, связанном шарнирно с кожухом полу-оси ведущего колеса, и гусеницу, охватывающую ведущее и дополнительное колеса [1].

Известный полугусеничный ход обеспечивает повышение тяговых качеств и проходимо-сти колесной тяговой машины при выполнении технологических операций на заболоченных и влажных почвах. Полугусеничный ход легко монтируется и демонтируется в эксплуата-ционных условиях. Применение полугусеничного хода позволяет расширить область приме-нения колесных тяговых машин в различных природно-климатических условиях.

Недостатком известного полугусеничного хода являются низкая надежность работы. Это объясняется тем, что при выполнении технологических операций с высокими тяговы-ми нагрузками вся тяговая нагрузка гусеничного движителя, реализуемая опорной ветвью гусеничной цепи - от дополнительного колеса до ведущего неуправляемого колеса тяго-вой машины, - воспринимается двумя эластичными гусеничными лентами с максималь-ным значением нагрузки в зоне контакта гусеничной ленты с ведущим неуправляемым колесом, гусеничные ленты вытягиваются и разрушаются, нарушая надежную работу по-лугусеничного хода.

Задачей, решаемой полезной моделью, является увеличение надежности полугусенич-ного хода.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в полугусеничном ходе, содержа-щем ведущее неуправляемое колесо тяговой машины и дополнительное, установленное на рычаге, связанном шарнирно с кожухом полуоси ведущего колеса, и гусеницу, охватыва-ющую ведущее неуправляемое и дополнительное колеса, дополнительное колесо выпол-нено в виде мотор-колеса с аксиально-поршневым гидромотором, содержащим блок цилиндров со ступицей крепления диска дополнительного колеса, установленный с воз-можностью вращения на неподвижном валу, закрепленном на рычаге подвески дополни-тельного колеса; две группы поршней, образующих в блоке цилиндров рабочие полости, связанные с подводящим и отводящим каналами аксиально-поршневого гидромотора, и взаимодействующих посредством шариков с двумя наклонными шайбами аксиально-поршневого гидромотора, при этом одна из наклонных шайб аксиально-поршневого гид-ромотора установлена на валу с возможностью поворота относительно оси аксиально-поршневого гидромотора на угол 0-180° в одной плоскости и связана с зубчатым колесом червячного зацепления, взаимодействующим с червяком, установленным в подшипнико-вом узле корпуса аксиально-поршневого гидромотора, и приводимым во вращение от вала автономного двигателя.

Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обес-печивают передачу тягового усилия с остова тяговой машины на движитель каждого бор-та ведущим неуправляемым колесом тяговой машины и дополнительным колесом, что позволит рассредоточить усилие, передаваемое на каждую гусеничную ленту, и пропор-ционально уменьшить нагрузку гусеничной ленты, ее износ и увеличить надежность по-лугусеничного хода.

На фиг. 1 представлен полугусеничный ход с ведущим неуправляемым колесом тяго-вой машины и дополнительным колесом; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - раз-рез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 3.

BY 6847 U 2010.12.30

3

Полугусеничный ход содержит ведущее неуправляемое колесо 1 (заднее) тяговой ма-шины, дополнительное колесо 2 полугусеничного хода, охватываемые гусеницей, состоя-щей из гусеничных лент 3 и поперечин 4.

Дополнительное колесо 2 выполнено в виде мотор-колеса с аксиально-поршневым гидромотором, включает пневматическую шину 5 с диском, закрепленным на ступице 6 блока цилиндров 7 аксиально-поршневого гидромотора.

Две группы поршней 8, 9 образуют в блоке цилиндров 7 рабочие полости 10. Поршни 8, 9 взаимодействуют посредством шариков 11 с наклонными шайбами 12, 13 аксиально-поршневого гидромотора и прижимаются к ним пружинами 14. Шайба 12 установлена на неподвижном валу 15, и положение ее фиксировано посредством шлицевого соединения 16. Шайба 13 установлена на валу 15 на подшипнике скольжения с возможностью поворота относительно оси аксиально-поршневого гидромотора на угол 0-180° в одной плоскости. Поворот шайбы 13 обеспечивается червячным колесом 17, связанным с шайбой 13 шли-цевым соединением 18. Червяк 19 установлен в подшипниках 20 ступицы 21 мотор-колеса. Вал 15 закреплен в отверстии ступицы 21 мотор-колеса. Привод червяка 19 осу-ществляется автономным двигателем 22.

Блок цилиндров 7 установлен в подшипниках 23 на посадочных поверхностях шайб 12, 13 с возможностью поворота относительно оси аксиально-поршневого гидромотора.

Рабочие полости 10 связаны посредством радиальных каналов 24 с полостями полу-кольцевых канавок 25, 26, выполненных на поверхности неподвижного вала 15. Каналы 24 образованы сверлением блока цилиндров 7 от наружной поверхности и закрыты техноло-гическими заглушками. Полость полукольцевой канавки 25 связана каналом 27 в валу 15 с полостью кольцевой канавки 28, выполненной на наружной поверхности цапфы 29, и каналом 30 с продольным каналом 31 цапфы 29, и каналом 32 аксиально-поршневого гид-ромотора. Полость полукольцевой канавки 26 связана каналом 33 в валу 15 с полостью кольцевой канавки 34 и канала 35 аксиально-поршневого гидромотора.

Положение шайбы 12 ориентировано относительно положения полукольцевых кана-вок 25, 26 таким образом, что плоскость наклона шайбы 12 совпадает с продольной плос-костью полукольцевых канавок 25, 26.

Система дренажа включает трубку 36, связанную с дренажным каналом 37. Ступица 21 мотор-колеса установлена на фланце рычага 38, шарнирно связанного че-

рез рычаг 39 с кожухом 40 полуоси правого и левого бортов заднего моста. Рычаг 38 при-жимает колесо 2 к опорной поверхности грунта при помощи пружины 41. Конструкция подвески обеспечивает возможность регулировки предварительного сжатия пружины 41, и распределения массы машины на ведущее неуправляемое колесо 1 тяговой машины и дополнительное 2 колесо каждого борта.

Также полугусеничный ход обеспечен датчиками частоты вращения ведущих не-управляемых колес 1 тяговой машины и блоком управления (не показаны).

Полугусеничный ход работает следующим образом. При движении тяговой машины по грунтовой поверхности с низкой несущей способ-

ностью в тяговом режиме автоматически включается насос гидросистемы (не показан), обеспечивающий питание аксиально-поршневых гидромоторов привода дополнительных колес 2. Рабочая жидкость насоса (не показан) поступает через подводящий канал 32, продольный канал 31 цапфы 29, канал 30 в полость кольцевой канавки 28 и оттуда через канал 27 в полость полукольцевой канавки 25, и через каналы 24 в рабочие полости 10 ак-сиально-поршневых гидромоторов привода дополнительных колес 2 бортов. Под действи-ем рабочей жидкости поршни 8, 9 расходятся, шарики 11 перекатываются по беговым дорожкам наклонных шайб 12, 13, и, поскольку положение шайб 12, 13 фиксировано по-средством шлицевых соединений 16, 18, усилия P sinβ (усилие P равно произведению дав-ления в гидросистеме и диаметра поршня 8, 9; β - угол наклона шайбы, β ≈ 20°) в контакте шарика 11 каждого поршня 8, 9 с шайбой 12, 13 поворачивают блок цилиндров 7 относи-

BY 6847 U 2010.12.30

4

тельно оси, приводя в движение ступицу 6, и закрепленную на ней пневматическую шину 5, активизируя дополнительное колесо 2 полугусеничного хода каждого борта. Из рабочих полостей 10 жидкость через каналы 24 поступает в полость полукольцевой канавки 26 и через канал 33, кольцевую канавку 34 и канал 35 аксиально-поршневого гидромотора привода дополнительного колеса 2 в бак гидросистемы (не показан).

Тяговое усилие передается на остов машины через ведущие неуправляемые колеса 1 тяговой машины и дополнительные 2 колеса. Рассредоточенная передача движущей силы на гусеницы обеспечивает разгрузку гусеничных лент 3, снижает деформацию и препят-ствует их разрушению.

При этом по сигналам датчиков частоты вращения ведущих неуправляемых колес 1 тяговой машины обоих бортов производится регулировка удельных объемов аксиально-поршневых гидромоторов привода дополнительных колес 2 бортов.

Регулировка удельных объемов аксиально-поршневых гидромоторов производится следующим образом. Существует два крайних положения величин удельных объемов. Первое положение - максимальный удельный объем аксиально-поршневого гидромотора обеспечивается при установке шайб 12, 13 с наклоном в разные стороны от центральной поперечной плоскости блока цилиндров 7. В этом положении шайб 12, 13 поршни 8, 9 идут в разные стороны при подаче рабочей жидкости в рабочие полости 10, шесть порш-ней 8, 9 создают тяговое усилие, а остальные шесть - работают на слив рабочей жидкости. Суммарное усилие, поворачивающее блок цилиндров 7, и момент, реализуемый на ступице 6 максимальные. При этом частота вращения блока цилиндров 7 минимальная, поскольку за один оборот аксиально-поршневого гидромотора все шесть рабочих поло-стей 10 цилиндров (при шести цилиндрах аксиально-поршневого гидромотора) проходят цикл наполнения и слива рабочей жидкости и формируют удельный объем аксиально-поршневого гидромотора. Удельный рабочий объем аксиально-поршневого гидромотора равен его конструктивному.

Второе крайнее положение - минимальный удельный объем аксиально-поршневого гидромотора обеспечивается при повороте шайбы 13 на 180° и параллельной установке шайб 12, 13. В этом положении шайб 12, 13 поршни 8, 9 идут друг за другом. Объемы ра-бочих полостей 10 не изменяются. Фактически аксиально-поршневой гидромотор запира-ется. Удельный объем равен нулю. Такое положение не характерно для аксиально-поршневого гидромотора и не допускается.

Регулировка удельных объемов аксиально-поршневых гидромоторов производится поворотом шайбы 13 относительно оси в диапазоне названных крайних положений. Для увеличения частоты вращения ступицы 6 с колесом 5 включается двигатель 22 (например, шаговый электродвигатель), и червяк 19 начинает вращаться, вращая червячное колесо 17, и поворачивая шайбу 13 при фиксированном положении шайбы 12. При повороте шайбы 13, например на 60°, поршни 8, 9 двух цилиндров (четыре поршня) создают тяговое усилие, поршни 8, 9 двух цилиндров (четыре поршня) работают на слив рабочей жидкости, а поршни 8, 9 двух цилиндров движутся в одну сторону, имея постоянные объемы рабочих полостей 10. Удельный рабочий объем аксиально-поршневого гидромотора формируют четыре рабочие полости (вместо шести при максимальном объеме аксиально-поршневого гидромотора). При постоянной подаче рабочей жидкости насоса (не показан) и уменьшении рабочего объема аксиально-поршневого гидромотора частота вращения блока цилиндров 7 и ступицы 6 с пневматическим колесом 5 увеличиваются, при уменьшении реализуемого момента.

Для дальнейшего увеличения частоты вращения ступицы 6 с пневматическим колесом 5 включается двигатель 22, и червяк 19 поворачивается, вращая червячное колесо 17, и по-ворачивая шайбу 13. При повороте шайбы 13, например на 120° от исходного положения, поршни 8, 9 одного цилиндра (два поршня) создают тяговое усилие, поршни 8, 9 одного цилиндра (два поршня) работают на слив рабочей жидкости, а поршни 8, 9 четырех ци-

BY 6847 U 2010.12.30

5

линдров движутся в одну сторону, имея постоянные объемы рабочих полостей 10. Удель-ный рабочий объем аксиально-поршневого гидромотора формируют две рабочие полости. При постоянной подаче рабочей жидкости насоса (не показан) и уменьшении удельного рабочего объема аксиально-поршневого гидромотора частота вращения блока цилиндров 7 и ступицы 6 с пневматическим колесом 5 увеличиваются, при уменьшении реализуемого момента.

Для движения машины задним ходом рабочая жидкость насоса (не показан) поступает в полости 10 аксиально-поршневых гидромоторов через каналы 35 и сливается в гидроси-стему через каналы 32. Включаются моторы 22 и шайбы 13 аксиально-поршневых гидро-моторов устанавливаются в необходимое положение по сигналам датчиков частоты вращения колес 1 посредством червячных передач 19, 17. Частоты вращения и скорости ведущих неуправляемых колес 1 и дополнительных колес 2 полугусеничных ходов бортов машины согласуются.

Утечки рабочей жидкости из зоны высокого давления по трубке 36 и дренажному ка-налу 37 поступают на слив в бак гидросистемы (не показан).

При повороте машины с минимальным радиусом поворота ведущее неуправляемое колесо 1 тяговой машины и дополнительное колесо 2 полугусеничного хода одного борта (отстающего) затормаживаются.

Нагрузка остова машины, приходящаяся на задний мост обеспечивается пружинами 41, имеющими регулировку предварительного натяжения. Натяжение гусениц обеспечивается рычагами 39 и пружинами 41.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения обес-печивают передачу тягового усилия с остова тяговой машины на движитель каждого бор-та ведущим неуправляемым колесом тяговой машины и дополнительным колесом полугусеничного хода, что позволяет рассредоточить усилие, передаваемое на каждую гусеницу, уменьшить нагрузку гусеничной ленты, ее износ и увеличить надежность рабо-ты полугусеничного хода.

Фиг. 2 Фиг. 3

BY 6847 U 2010.12.30

6

Фиг. 4

Фиг. 5

Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.