Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2459126

(19)

RU

(11)

2459126

(13)

C1

(51) МПК F16C11/04 (2006.01)

B62D55/20 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011106605/11, 22.02.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

22.02.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 22.02.2011

(45) Опубликовано: 20.08.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: Козлов А.Г., Талу К.А. Конструкция и расчет танков. - М.: Военная ордена Ленина академия бронетанковых войск, 1958, с.474-476, фиг.256, 257. SU 1071507 A1, 07.02.1984. RU 5163 U1, 16.10.1997. SU 1710426 A2, 07.02.1992. SU 1258750 A1, 23.09.1986. GB 2039836 A, 20.08.1980.

Адрес для переписки:

622007, Свердловская обл., г. Нижний Тагил, Восточное ш., 38, ОАО "УКБТМ"

(72) Автор(ы):

Балахонцев Андрей Владиславович (RU),

Перевозчиков Юрий Анатольевич (RU),

Смирнов Алексей Сергеевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество "Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения" (RU)

(54) ШАРНИР

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим подвижное соединение деталей, образующих кинематическую вращательную пару, и может быть использовано, например, в гусеничных движителях транспортных средств. Шарнир, например, резинометаллический состоит из двух элементов, первый из которых выполнен, например, в виде пальца (1), а второй выполнен с возможностью обеспечения под воздействием внешних сил упругой деформации его концевых частей (например, резиновые втулки (2)) с малыми потерями на гистерезис и восприятия средней частью (например, резиновые втулки (3)) наибольших контактных напряжений. Отношение суммарной длины концевых частей (2) второго элемента к длине его средней части (3) находится в пределах 0,25 0,75. Технический результат - снижение потерь мощности при работе шарнира и увеличение его ресурса, увеличение КПД гусеничного движителя, увеличение продольной жесткости гусеничной цепи и повышение ее устойчивости в гусеничном обводе, снижение предварительного натяжения гусеницы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим подвижное соединение деталей, образующим кинематическую вращательную пару, и может быть использовано, например, в гусеничных движителях транспортных средств.

Известен открытый металлический шарнир, примененный в гусеничной цепи движителя танка (см. «Теория и конструкция танка». / Под ред. д.т.н., профессора П.П.Исакова. - Том 6. Вопросы проектирования ходовой части военных гусеничных машин. - М.: Машиностроение, 1985, с.116-117), представляющий собой вращательную кинематическую пару, состоящую из металлических пальца и опоры в виде втулки.

К недостаткам данной конструкции следует отнести малый ресурс, обусловленный интенсивным износом шарнира из-за трения металла по металлу.

Открытые для внешней среды пары трения ограничивают область применения. Эксплуатация шарнира в условиях непосредственного контакта с грунтом приводит к попаданию абразивных частиц и ускорению его износа.

Гусеничная цепь при использовании такого шарнира обладает невысоким ресурсом, при износе шарниров происходит изменение шага цепи, приводящее к нарушению работы гусеничного движителя.

Известен закрытый металлический шарнир (см. «Теория и конструкция танка». / Под ред. д.т.н., профессора П.П.Исакова. - Том 6. Вопросы проектирования ходовой части военных гусеничных машин. - М.: Машиностроение, 1985, с.117-119), состоящий из пальца и подшипниковой опоры, представляющий собой вращательную кинематическую пару, в которой трение скольжения заменено на трение качения.

В сравнении с открытым металлическим шарниром закрытый шарнир обладает большей долговечностью.

К недостаткам закрытого металлического шарнира следует отнести:

- увеличение рабочего диаметра шарнира для размещения уплотнения, роликов или шариков;

- увеличение массы элементов шарнира;

- значительное усложнение и удорожание конструкции.

Долговечность гусеничной цепи с закрытым металлическим шарниром определяется надежностью уплотнительных элементов, разрушение или износ которых приводит к прогрессирующему износу шарнира. Из-за большого количества шарниров (около 1000 в одной гусеничной цепи) суммарная надежность их недостаточна: ресурс гусеничных цепей с закрытым шарниром лишь в два раза превышает ресурс гусеничных цепей с открытым шарниром.

Известен резинометаллический шарнир, который обеспечивает высокую долговечность (см. К.А.Талу «Конструкция и расчет танков». М.: Военная ордена Ленина академия бронетанковых войск, 1963 г., с.511), выбранный в качестве прототипа, состоящий из соединенных между собой с хорошей прочностью связи двух элементов - жесткого металлического пальца и резиновых колец, навулканизированных на него. В гусеничной цепи с резинометаллическим шарниром относительное перемещение пальца и трака осуществляется за счет упругой деформации кручения резиновых элементов. К недостаткам этой конструкции следует отнести:

- большие потери мощности на гистерезис при скручивании шарнира;

- упругую радиальную деформацию шарнира.

Гусеничная цепь с таким шарниром обладает продольной податливостью, поэтому необходимо увеличивать ее предварительное натяжение, которое необходимо для обеспечения устойчивости в гусеничном обводе (в движении появляются проскоки на ведущем колесе и повышается вероятность схода гусеничной цепи с ведущего колеса).

Задачей настоящего изобретения является снижение потерь мощности при работе шарнира и увеличение его ресурса, увеличение КПД гусеничного движителя, увеличение продольной жесткости гусеничной цепи и повышение ее устойчивости в гусеничном обводе, снижение предварительного натяжения гусеничной цепи.

Технический результат достигается тем, что в шарнире, например, резинометаллическом, состоящем из соединенных между собой с хорошей прочностью связи двух элементов, согласно изобретению один из элементов выполнен с возможностью обеспечения под воздействием внешних сил упругой деформации его концевых частей с малыми потерями на гистерезис и восприятия средней частью наибольших контактных напряжений, при этом отношение суммарной длины концевых частей этого элемента к длине его средней части находится в пределах 0,25 0,75.

Кроме того, упомянутая средняя часть одного из элементов может быть выполнена в виде опоры скольжения.

Кроме того, упомянутая средняя часть одного из элементов может быть выполнена из двух сопряженных электропроводным кольцом частей.

Анализ отличительных признаков изобретения показал, что шарнир, выполненный с возможностью обеспечения под воздействием внешних сил упругой деформации его концевых частей с малыми потерями на гистерезис и восприятия средней частью наибольших контактных напряжений, при отношении суммарной длины концевых частей этого элемента к длине его средней части, находящейся в пределах 0,25 0,75, обеспечил в составе гусеничной цепи:

- снижение потерь мощности при работе шарнира и увеличение его ресурса;

- увеличение продольной жесткости гусеничной цепи;

- увеличение устойчивости гусеничной цепи в гусеничном обводе;

- снижение предварительного натяжения гусеничной цепи;

- увеличение КПД гусеничного движителя.

Предлагаемая конструкция шарнира представлена на чертеже. В конкретном исполнении шарнир содержит первый элемент в виде металлического пальца 1 и второй элемент, у которого концевые части выполнены в виде резиновых втулок 2, навулканизированных на металлический палец 1, а средняя часть выполнена в виде втулок 3 из полимерных материалов повышенной жесткости, при этом средняя часть является опорой скольжения.

Между втулками 3 расположено электропроводное кольцо 4, выполненное из материала более мягкого, чем материал металлического пальца 1. Это необходимо для снижения потерь на трение в гусеничной цепи.

Принцип работы шарнира заключается в распределении скручивающих и растягивающих усилий между втулками 2 и 3 при движении транспортного средства.

Отношение суммарной длины концевых частей к длине средней части второго элемента, находящееся в пределах 0,25 0,75, выбрано таким образом, чтобы:

- резиновые втулки 2 при кручении обладали меньшими потерями на гистерезис, при этом их длина была минимально-необходимой для удержания пальца в осевом направлении и надежно защищали втулки 3 от воздействия внешней среды;

- суммарная длина втулок 3 соответствовала предельным радиальным нагрузкам, воздействующим на шарнир, и обеспечивала необходимое перераспределение радиальной нагрузки с втулок 2 на втулки 3.

При работе шарнира, установленного в проушины трака гусеничной цепи транспортного средства, возникает электростатическое напряжение, которое создает помехи работе электронным устройствам транспортного средства. Для снятия электростатического напряжения, возникающего в гусеничной цепи при движении транспортного средства, предназначено электропроводное кольцо 4, контактирующее с пальцем 1 и проушиной трака гусеничной цепи.

Формула изобретения

1. Шарнир, например, резинометаллический, состоящий из соединенных между собой с хорошей прочностью связи двух элементов, отличающийся тем, что один из элементов выполнен с возможностью обеспечения под воздействием внешних сил упругой деформации его концевых частей с малыми потерями на гистерезис и восприятия средней частью наибольших контактных напряжений, при этом отношение суммарной длины концевых частей этого элемента к длине его средней части находится в пределах 0,25 0,75.

2. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что упомянутая средняя часть одного из элементов выполнена в виде опоры скольжения.

3. Шарнир по п.2, отличающийся тем, что опора скольжения выполнена из двух сопряженных электропроводным кольцом частей.

РИСУНКИ