Аналіз конструкцій ходової частини сучасних гусеничних машин
СОДЕРЖАНИЕ: Вплив конструкції ходової частини на швидкість руху танків та іншої бронетанкової техніки. Вимоги та класифікація систем підресорювання, аналіз конструкцій підвісок, гусеничних рушіїв, котків, амортизаторів. Рідини, що застосовуються в амортизаторах.Міністерство освіти и науки України
Горлівський технікум Донецького національного університету
Реферат
З дисципліни: “Військова справа”
На тему:
« Аналіз конструкцій ходової частини сучасних гусеничних машин »
Виконав студент
групи 2 ПМ-10
Ахметов Сергій Сергійович
2010
Зміст
Введення
1. Система підресорювання танків
2. Вимоги до систем підресорювання та шляхи їх виконання
3. Класифікація систем підресорювання
4. Аналіз конструкцій підвісок
5. Амортизатор
6. Рідини, що застосовуються в амортизаторах
7. Гусеничний рушій
8. Опорні котки
Висновок
Література
Введення
Стійкістю від ядерної зброї і здатністю діяти на заражених ділянках місцевості, високою рухливістю та вогневої мощі танків, пояснюється бурхливий розвиток танкобудування. Нарощування бойових властивостей танків йде шляхом розробки принципово нових агрегатів, використання останніх досягнень науки і техніки. Все це вимагає від інженера-конструктора високої технічної культури і кругозору, міцних знань конструкції та розрахунків сучасних танків.
Саме такі знання повинні стати базою для організації грамотної експлуатації і ремонту техніки, для керівництва технічною підготовкою підлеглих, освоєння нових зразків, що надходять на озброєння. Військовий інженер повинен бачити перспективи розвитку, вміти оцінювати бойові властивості вітчизняної та закордонної техніки.
Основним видом бронетанкової техніки є танки, а їх шасі використовуються, як правило, в якості бази для інших машин.
При цьому вирішуються питання уніфікації деталей, вузлів і агрегатів, і в цілому шасі всіх видів бронетанкового озброєння.
Це дозволяє знизити витрати на оснащення армії, навчання особового складу, забезпечити експлуатацію, ремонт і постачання військ бронетанковим майном.
У даному рефераті викладено основні вимоги, що предявляються до системи підресорювання і руху танків.
Велике значення останнім часом приділяється ходової частини танка, так як вона має великий вплив на швидкість і рухливість танка.
1. Система підресорювання танків
Системою підресорювання танків називається сукупність деталей, вузлів і механізмів, які повязують корпус з осями опорних котків. Сукупність деталей, вузлів і механізмів, які повязують вісь конкретного ковзанки з корпусом, називається підвіскою ковзанки з корпусом, називається підвіскою ковзанки. Кожна підвіска включає пружний елемент (ресору), амортизатор (демпфер) і балансир.
Система підресорювання служить для передачі сили ваги танка через опорні котки та гусеницю на грунт. для помякшення поштовхів та ударів, які діють на корпус танків, і для швидкого гасіння коливань корпусу. Від якості системи підресорювання у великій мірі залежать середні швидкості руху танків по місцевості, влучність вогню з ходу, працездатність екіпажу, надійність і довговічність роботи обладнання танка.
2. Вимоги до систем підресорювання та шляхи їх виконання
Системи підресорювання повинні забезпечити хорошу плавність ходу в різних умовах, високу живучість, у мирний час відносну масу не більше 4-7% маси машини; займати всередині танка обсяг не більше 6-8%; бути зручними для обслуговування та експлуатації; просто і легко монтуватися і демонтуватися.
Висока плавність ходу досягається шляхом збільшення динамічних і повних ходів ковзанок, зниження жорсткості пружних елементів, збільшення кількості амортизаторів і сил їх опору, застосування систем автоматичного регулювання (САР).
Збільшення динамічних ходів до 350 мм можна вважати доцільним межею. Подальше збільшення динамічних ходів зажадає збільшення висоти корпусу, що призведе при обмеженій масі до ослаблення бронювання.
Сили опору амортизаторів на прямому ходу для танків масою 40-50 т слід обмежити величиною 70-90 кН на каток. Подальше їх збільшення призводить до зростання прискорень трясіння при русі по мяких нерівностях. Постановка на борт понад три амортизаторів дає поліпшення плавності ходу. Подальше збільшення кількості амортизаторів призводить до підвищення питомої потенційної енергії системи підресорювання і поліпшенню подолання перешкод.
Варіант САР підресорювання з лазерним датчиком профілю був розроблений у США для танка МВТ-70. Динаміка ходового макету з цією системою поліпшена на 30%.
Висока живучість забезпечується міцністю, мінімальної їх вразливістю на полі бою, збільшенням енергоємності. Міцність і довговічність підвіски досягається застосуванням для найбільш відповідальних деталей високолегованих сталей (сталь 45ХНМФА - для тріснув), спеціальних технологічних заходів, що підвищують втомну міцність тріснув (термообробка, шліфовка, накатка роликами, загартовування).
Підвищення зносостійкості домагаються скороченням консольного при передачі реакції опорного катка на корпус, застосуванням розвинених підшипників кочення для опор балансирів, забезпеченням регулярної змащення тертьових поверхонь, запобігання потрапляння на них вологи, вибором зносостійкої конструкції деталей, які утримують балансири і катки від осьових переміщень, виключенням конструкцій, працюючих на великих контактах, напругах рухомих деталей.
Мінімальна вразливість на полі бою забезпечується розміщенням деяких деталей усередині корпусу (осі балансирів, торсіони, пневморессори, амортизатори) і ближче до днища машини, наданням пулестойкости розташованим зовні деталей і можливістю продовжувати рух при ураженні окремих частин і вузлів підвіски. Найменшою вразливістю відрізняються торсіонні підвіски.
Зручність обслуговування і експлуатації, простота і легкість монтажу і демонтажу забезпечуються раціональною конструкцією, взаємним розташуванням, зручністю доступу, простотою кріплення, що забезпечуються на стадії конструювання.
3. Класифікація систем підресорювання
Системи підресорювання сучасних танків класифікуються:
за способом зєднання опорних ковзанок між собою і через ресори з корпусом - на індивідуальні, блоковані та змішані;
по упругодеформірованному ресорному матеріалу - на ресори з неметалевими, з металевими пружними елементами і на комбіновані.
В індивідуальних підвісках кожен опорний каток зєднується з корпусом через свою ресору. Такі системи підресорювання застосовуються на більшості відомих танків. Вони найбільшою мірою відповідають вимогам, що предявляються до систем підресорювання швидкохідних танків.
У блокованих системах кілька опорних ковзанок, що утворюють візок, зєднуються з корпусом через загальну ресору. Їх недолік в малій енергоємності та живучості через порушення роботи всіх ковзанок візка при ураженні одного з них. Вони застосовуються на англійських танки Центуріон і Чифтен і відображають концепцію танка, коли перевага віддається броньовий захист та вогневої мощі на шкоду рухливості. Блокуватися можуть по два (Центуріон і Чифтен), три (МК-III), чотири ковзанки (Т-26) та всі катки (Штрауслер).
У змішаних системах підресорювання деякі ковзанки мають індивідуальні підвіски, а частина ковзанок - блоковані. Змішана система підресорювання використовується на безбаштовому танку Strv-103. У ній, щоб зменшити сильні поздовжньо-кутові коливання при дуже короткій базі машини, другі і треті катки мають незалежну підвіску, а крайні опорні катки повязані по діагоналі системою компенсації.
У підвісках з металевим пружним елементом використовується пружна деформація сталі, що працює на згин або кручення. По конструктивних особливостях ресори з металевим пружним елементом діляться на торсіонні (одно-, двухторсіонние і пучкові), з гвинтовими, тарельчатимі і буферними пружинами, з мерії ресорою. Вперше торсіонні ресори були застосовані на більшості вітчизняних танках КВ і Т-40, а нині застосовуються на танках (Т-62, Т-72, М60А1, Леопард-1). Двухторсіонние підвіски застосовуються на танках Т-V та АСУ-57, пучковий торсіон на важкому танку Т-10. Двухторсіонние трубчасто-стрижневі підвіски, що дозволяють збільшити динамічні ходу ковзанок, застосовуються М1, М60А3 в США. Гвинтові пружини як пружний елемент використовуються на танках Т-34, Центуріон, Чифтен, тарілчасті пружини Бельвіля на швейцарських танках Pz-61, Pz-68.
Неметалічні ресори за родом матеріалу діляться на гумові (R-35, Франція), пневматичні (танк Strv-103 Швейцарія, і танк 74, Японія), гідравлічні та пневмогідравлічні. У пневматичної ресорі стискається до 25-30 мПа і розширюється повітря або азот. На сучасних танках застосовується тільки ПР.
У комбінованому підресорювання танка ХМ1 (варіант фірми Дженерал Моторс) в підвісках першого, другого і шостого ковзанок - торсіони.
4. Аналіз конструкцій підвісок
Система підресорювання Т-72 інодівідуальная, торсіонна. Кожна з вузлів підвісок складається з торсіонного валу і балансира в зборі. Гідравлічні амортизатори встановлені на перші, другі і шості підвіски, а жорсткі обмежувачі ходу ковзанки - для перших, других, пятих і шостих ковзанок. Кронштейни підвісок уварені в корпусі на різній висоті. Жорсткість підвісок С = (310-435) кН / м.
Торсійний вал - сталевий стрижень довжиною 2310 мм і діаметром 47 мм. При виготовленні торсіони шліфують, накочують роликами і піддають гартуванню (дворазова закручення на кут 145 і 105). Стрижень торсиона обмотують ізоляційною стрічкою, оберігаючи її від подряпин, які можуть стати причиною подальших втомних руйнувань.
Неметалічні ресори за родом деформівного матеріалу поділяються на:
гумові
гідравлічні
пневматичні
гідропневматичні
У гідравлічної ресорі стискується і розширюється масло або спеціальні рідини при тиску в декілька тисяч атмосфер.
У пневматичної ресорі стискається до тиску 200-300 атм. і розширюється повітря або азот, а масло служить лише для герметизації газового обєму.
У гідропневматичної ресорі стискається і газ і рідина, причому для її деформування потрібні такі ж тиску, як у гідравлічній. Наявність двох стисливих матеріалів дозволяє отримувати найбільш оптимальну сприятливу характеристику цієї підвіски.
Пневматичні підвіски розрізняються за способами зєднання з корпусом танка і балансиром опорного катка.
У схемах А, Г, Д робочий циліндр шарнірно закріплюється в корпусі танка, а шток поршня шарнірного зєднання з балансиром (схема Г) або з додатковим важелем валу балансира.
Ресору вдається розмістити всередині корпусу за схемою А, або у днища танка під захистом ковзанки та балансира за схемою Д.
У схемах Б і В робочий циліндр суміщений з балансиром і шарнірно зєднується з корпусом танка в точці А. Нерухомий важіль корпусу АВ шарніра зєднується з шатуном корпусу або в цей важіль впирається шток поршня.
Недоліки обох варіантів полягають у тому, що бічна навантаження поршнів від якої вони вільні у схемах А, Г і Д.
Обмежувачі ходу ковзанок (упори)
Упори можуть бути трьох типів:
жорсткі
з пружною подушкою для помякшення удару балансира по корпусу
з буферною пружиною
Конструкція обмежувачів ходу
а) жорсткий упор
б) пружні упори з гумовими кільцями
в) упор з буферної пружиною
5. Амортизатор
Амортизатором називається фрикційне пристрій ходової частини, що перетворює механічну енергію в теплову. Він призначений для гасіння коливання руху корпусу і для часткового погашення поштовхів і ударів з боку опорних ковзанок танка.
Вимоги до амортизаторам
Висока інтенсивність роботи, що забезпечує зменшення амплітуди поздовжніх коливань корпусу за один період в 10-20 разів.
Це досягається:
вибором числа амортизаторів на борт
раціональним розміщенням амортизатора в місцях з найбільшою лінійною швидкістю переміщення ковзанок щодо корпусу
вибором найбільш оптимального опору на прямому і зворотному ході
високим коефіцієнтом кожного амортизатора
застосуванням релаксаційних амортизаторів і амортизаторів з регульованим опором
Класифікація амортизаторів
Існуючі амортизатори можна розділити на наступні групи:
За способом гасіння коливань:
гідравлічні
механічні
За характером дії сил опору вертикальному
переміщенню ковзанки:
односторонньої дії
двосторонньої дії
Поршневий (телескопічний) амортизатор широко застосовується на колісних машинах різного призначення і на зарубіжних танках.
Поршневі телескопічні амортизатори в найбільшій мірі задовольняють пропонованим до амортизаторам вимогам: з-за бокової навантаження на поршень і мінімального числа шарнірів вони найбільш зносостійкі, легше, ніж в інших конструкціях. У них забезпечується стабільність характеристик, технологія обробки сполучених поверхонь поршня і циліндра, порівняно сприятливі умови тепловідведення.
6. Рідини, що застосовуються в амортизаторах
В якості робочої рідини в амортизаторі застосовуються суміші гліцерину зі спиртом, суміші мінеральних масел та інші.
Вимоги до рідин:
оптимальна вязкісно-температурна характеристика
хороше змазує властивість
хороші антикорозійні властивості
7. Гусеничний рушій
Гусеничний рушій покликаний забезпечити танку високу рухливість, яка характеризується швидкохідності, прохідністю і повороткість машини, високу надійність в експлуатації і невразливість на полі бою, зручності обслуговування і заміни окремих частин рушія, невелику масу.
Для підвищення швидкохідності танків домагаються зменшення втрат в гусеничний рушій, шляхом застосування гусениць з резино-металевим шарніром (РМШ).
Гусеничний рушій характеризується:
за формою гусеничного обводу на рушії з підтримуючими катками і без підтримуючих катків
по положенню ведучих коліс на рушії з носовим і кормовим розташуванням ведучих коліс;
за способом передачі сили ваги на грунт на рушії з вільним лінивцем.
Типи гусеничних рушіїв.
А - з підтримуючими котками, заднім ведучим колесом і вільними лінивцям.
Б - без підтримуючих катків із заднім розташуванням ведучих коліс.
В - з підтримуючими котками, передніми ведучим колесом і несе лінивцем.
Г - без підтримуючих катків з переднім ведучим колесом
Гусеничний рушій включає:
провідне колесо
гусениці
опорні катки
підтримувальні котки
механізм натягу з лінивцям
компенсуючих пристроїв
Провідне колесо
Ведучим, називається колесо, що приводиться в обертання рушієм через трансмісію, перемотування гусениці, для перетворення підведеного до них крутного моменту в силу тяги. Провідні колеса працюють в умовах великих за величиною закономірних навантаженнях в абразивному середовищі, що призводить до підвищеного зносу зубчастих вінців.
По конструкції виконання зачеплення ведучого колеса з гусеницею розрізняють ведучі колеса: цівкові, гребневиє, зубові зачеплення.
Види зачеплень
а - цівочне
б - гребневиє
в - зубів
Гусениці
Гусеницею називається замкнутий ланцюг з шарнірно зєднаних ланок - траків. Вона служить для розподілу сили ваги танка по опорній поверхні, зчеплення з грунтом, необхідного для створення сили тяги, передачі сили тяги на корпус.
Вимоги до гусеницях.
висока несуча здатність
зменшення втрат і підвищення терміну служби
підвищення міцності
простота в обслуговуванні
Класифікація гусениць проводиться:
по конструкції шарнірів, що зєднують траки в гусеницях
за способом виготовлення траків:
з литим (Т-62)
штампованими (ІС-3)
зварними (БМП-1) траками
за способом фіксації пальців:
з плаваючим і закріпленим в одному із зєднуваних траків пальців
Гусеницею з ОМШ прості у виготовленні і експлуатації, добре пристосовані до масового виробництва, мають малу відносну масу (7-9% маси машини), але підвищений знос машини, великі втрати на швидкостях і малий пробіг (1500-2500 км).
8. Опорні котки
Опорними називаються катки, передають силу ваги танка через гусениці на грунт. Вони служать для зменшення опору руху танка по гусеницях.
Класифікація опорних ковзанок:
за ступенем зміщення поштовхів і ударів, що передаються від гусениці до підшипників - суцільнометалеві, з внутрішньою амортизацією і з зовнішнього гумової шиною
за кількістю ободів або шин на одній ковзанці - однокостние і двухкостние
а - суцільнометалевий двоскатний
б - з внутрішньою амортизацією двоскатний
в - з зовнішньою амортизацією односхилий
Підтримувальні котки (ролики) повинні мати малу масу і розміри. Їх установка повинна забезпечувати можливість виставки всіх роликів в одній вертикальній площині з напрямними, ведучими колесами і опорними катками.
Вони класифікуються:
за ступенем помякшення динамічних навантажень. діючих на опорні катки
за кількістю бандажів
з одним бандажем
з двома бандажами
з трьома бандажами
Механізми натягу з напрямними колесами.
Механізми натягу з напрямними колесами служать для регулювання попереднього натягу гусениць. Вони сприймають великі сили попереднього і робочого натягу гусениць, відчуває великі удари від перешкоди не захищені від збройно-кулеметного і снарядного обстрілу.
Механізми натягу класифікуються:
за формою траєкторії переміщення - механізми з переміщенням лінивця по дузі кола (всі ВГМ без несучого лінивця) і з прямолінійним переміщенням лінивців (несучий лінивець АСУ-57)
по конструкції пристрою, що полегшує натяг - механізми без полегшують передач (ПТ-76) з гвинтовими передачами (ІС-2, ІС-3, БМА), з червячними передачами (Т-72, БМП-1), з гідравлічними (БМД-1, Strv-103)
по навантаженості механізму натягу в процесі руху - механізму навантаженого (Т-72) та розвантаженого (БМП-1) типу.
Компенсує пристрій.
Компенсує пристрій, що забезпечує приблизно постійне натяг гусениць при зміні відстані між крайніми опорними катками і ведучими та напрямними колесами в процесі поздовжньо-кутових коливань корпусу. Найбільш повна завдання компенсації була вирішена на СУ-Т70 (США), де за допомогою системи важеля поверталися картер бічного редуктора і направляє колесо.
Висновок
На сучасних швидкохідних танках найдоцільніше прийняти:
Підвіски - індивідуальні, торсіонні, однодольні. Їх перевага перед іншими видами підвісок полягає в тому, що вони дають хорошу плавність ходу танкам у різних дорожніх умовах. Мають високу живучість, мала питома вага деталей і вузлів, займають малий обєм всередині корпусу танка, зручні в обслуговуванні.
Амортизатори гідравлічні, двустронніх дії, релаксаційні поршневі, телескопічні. Їх перевага - найбільш зносостійкі, порівняно сприятливі умови тепловідведення, малий опір амортизатора при русі по дрібних нерівностях, коли переміщення ковзанок незначні за будь-яких швидкостях руху танка (все це позбавляє екіпаж від дій великих вертикальних прискорень, від неприємного відчуття трясіння, неминучого при швидкому русі по дрібним нерівностях танка з звичайними амортизаторами).
Гусеничний рушій з підтримуючими верхню гілку котками; з кормовим розташуванням ведучого колеса; з цівковий двокрокова нессіметрічним зубом, зачепленням ведучого колеса з гусеницею; з резино-металевим шарніром; з опорними катками із зовнішніми масивними гумовими шинами; з кривошипним механізмом натягу. Такі гусеничні рушії підвіски, амортизатори в найбільшій мірі задовольняють вимогам, які предявлені до даних агрегатів. Вони забезпечують танку високу рухливість, високу надійність роботи, міцність, невразливість на полі бою.
Література
1. Антонов О.С. Армійські гусеничні машини, частина 2, 1964 р.
2. Бархударов Танки, основи теорії і конструкції, 1968 р.
3. Бронетанкова техніка, конструкція і розрахунок, видання 1984
4. Буров Конструкція і розрахунок танків, 1973 р.
5. Закордонний військовий огляд, № 5, 1987р.
6. Конструкція і розрахунок танків, 1958 р.
7. Конструкція і розрахунок, 1984р.
8. Рухливість танків і конструктивні шляхи її забезпечення, 1980р.