RU2341403C1

RU2341403C1 - Looped band caterpillar

Info

Publication number: RU2341403C1
Application number: RU2007119839/11A
Authority: RU
Inventors: Идрис Зилфикарович Даштиев (RU); Идрис Зилфикарович Даштиев; Александр Алексеевич Кульков (RU); Александр Алексеевич Кульков; Виктор Николаевич Журавлев (RU); Виктор Николаевич Журавлев; Иван Юрьевич Гашков (RU); Иван Юрьевич Гашков; Николай Геннадьевич Савельев (RU); Николай Геннадьевич Савельев; Олег Валентинович Нифонтов (RU); Олег Валентинович Нифонтов; Артем Николаевич Савельев (RU); Артем Николаевич Савельев; Борис Георгиевич Щербаков (RU); Борис Георгиевич Щербаков; ков Иван Федорович Худ (RU); Иван Федорович Худяков
Original assignee: Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения
Priority date: 2007-05-28
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2008-12-20

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: looped band caterpillar of vehicle contains elastic flexible base with load-bearing layer, grousers, and lead metal cross-pieces vulcanised into elastic base. Lead metal cross-pieces are of "П"-shape and are located in caterpillar transverse plane occupying part of caterpillar width interacting with drive wheel. Inside "П"-shape metal cross-pieces are placed rubberised cross members represented by multilayer bars of alternating layers of high-strength and elastic materials molded throughout caterpillar width. Rubberised cross members represented by multilayer bars may be made of alternating layers of high-strength fiberglass and rubber or polyurethane. Rubberised cross members in form of bars may be made of several layers of steel-wire cord or spring steel sheets with alternating layers of rubber or polyurethane.

EFFECT: service time is prolonged and reliable securing of cross-pieces with lead and guiding elements.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам повышенной проходимости и может быть применено при производстве гусеничных движителей снегоболотоходов различной грузоподъемности, тракторов, комбайнов и др.The invention relates to off-road vehicles and can be used in the manufacture of tracked movers of snow and swamp vehicles of various load capacities, tractors, combines, etc.

Для обеспечения достаточного срока службы ленточных гусениц широко применяются гусеницы, содержащие эластичное основание с силовым слоем из стального корда, капроновой ткани с заформованными в эластичное основание или скрепленными с ним ведущими и направляющими элементами.To ensure a sufficient service life of the tape tracks, tracks are widely used, containing an elastic base with a power layer of steel cord, nylon fabric with leading and guiding elements molded into an elastic base or fastened with it.

Известна ленточная гусеница, содержащая силовой слой, состоящий из слоев резины и армирующего материала, грунтозацепы, ведущие и направляющие элементы, скрепленные через силовой слой, армирующий материал расположен равномерно по всей ширине и находится в предварительно напряженном состоянии, снизу и сверху силового пояса выполнен протектор или грунтозацепы и беговые дорожки с гладкой поверхностью для взаимодействия с опорными катками транспортного средства (Патент РФ №2094284 по кл. В62Р 55/24, 1997.08.10). Недостатком данного технического решения для применения в гусеничных движителях транспортных средств грузоподъемностью более 1000 кг является недостаточный срок службы из-за наличия крепежных элементов, повышенной динамической нагруженности при высоких скоростях движения.Known tape caterpillar containing a power layer consisting of layers of rubber and reinforcing material, lugs, driving and guiding elements fastened through the power layer, the reinforcing material is uniformly across the entire width and is in a prestressed state, the tread is made from below and above the power belt or lugs and treadmills with a smooth surface for interaction with road wheels of the vehicle (RF Patent No. 2094284 according to class B62P 55/24, 1997.08.10). The disadvantage of this technical solution for use in caterpillar propulsion vehicles with a carrying capacity of more than 1000 kg is the insufficient service life due to the presence of fasteners, increased dynamic loading at high speeds.

Известна также бесконечная гусеница по патенту РФ №2067366 по кл. В62D 55/24 от 1996.09.27, содержащая силовой каркас, состоящий из двух лент, одновременно завулканизированных в одно целое в резиновом массиве с ведущими поперечинами, с эластичной беговой дорожкой и грунтозацепами. Передача тягового усилия от поперечины на ленты происходит силой адгезии металла с резиной без применения каких-либо крепежных деталей, чему способствует массив резины грунтозацепов и беговой дорожки, облегаемый поперечину вдоль по шагу гусеницы. Недостатком данной гусеницы также является значительная масса поперечных элементов и резинового массива вокруг поперечных элементов для обеспечения передачи значительных тяговых усилий, недостаточный срок службы гусеницы из-за динамической нагруженности границы резина-металл.Also known is an endless caterpillar according to the patent of the Russian Federation No. 2067366 according to class. B62D 55/24 of 1996.09.27, comprising a power cage consisting of two belts, simultaneously vulcanized as a whole in a rubber mass with leading cross members, with an elastic treadmill and lugs. The transfer of traction from the cross member to the belts occurs by the adhesion force of the metal with rubber without the use of any fasteners, which is facilitated by the rubber mass of the lugs and the treadmill, supported by the cross member along the track pitch. The disadvantage of this track is also a significant mass of the transverse elements and the rubber array around the transverse elements to ensure the transmission of significant traction, insufficient track life due to the dynamic loading of the rubber-metal border.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является бесконечная ленточная гусеница, разработанная фирмой «Мороока» для транспортной машины модели MST-700/1100/2000 массой от 4600 до 9700 кг с шириной гусеницы от 400 до 800 мм, содержащая металлическую поперечину с ведущими и направляющими элементами, стальное тросовое полотно, заформованные в эластичное резиновое основание (проспект завода-изготовителя Мороока КО. ЛТД. Япония, преф. Ибараки, г.Рюгасаки, Кодарыкоя-мачи, №288). Недостатком такой ленточной гусеницы для транспортной машины является значительная масса гусеницы из-за необходимости обеспечения поперечной жесткости и надежного закрепления металлической поперечины в массиве резины, а также недостаточный ресурс гусеницы из-за динамической нагруженности границы резина-металл.The closest in technical essence to the claimed object is an endless belt caterpillar developed by Morooka for a transport vehicle model MST-700/1100/2000 weighing from 4600 to 9700 kg with a track width of 400 to 800 mm, containing a metal cross with leading and guiding elements, steel wire rope, molded into an elastic rubber base (prospectus of the manufacturer Morooka KO. LTD. Japan, prefect. Ibaraki, Ryugasaki, Kodarykoy machi, No. 288). The disadvantage of such a tape track for a transport vehicle is the significant weight of the track due to the need for lateral stiffness and reliable fastening of the metal cross member in the rubber array, as well as the insufficient track life due to the dynamic loading of the rubber-metal border.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение ресурса гусеницы за счет снижения динамической нагруженности гусеницы и повышения адгезии материалов поперечины к резиновому массиву и уменьшения концентрации напряжений в резиновом массиве и поперечных элементах.The technical problem to which the invention is directed is to increase the track life by reducing the dynamic loading of the track and increasing the adhesion of the cross member materials to the rubber mass and reducing the stress concentration in the rubber mass and transverse elements.

Поставленная задача решается тем, что ведущие металлические поперечины выполнены П-образной формы и расположены в поперечной плоскости в части ширины гусеницы, взаимодействующей с ведущим колесом, а внутри П-образных поперечин размещены обрезиненные многослойные балки переменной толщины, заформованные на всю ширину гусеницы. Передача усилия от ведущего колеса на резиновый массив происходит через П-образную поперечину и обрезиненную многослойную балку, которая имеет надежное крепление в резиновом массиве и соединена с П-образной поперечиной через упругое соединение, снижающее динамические нагрузки в гусеничном движителе.The problem is solved in that the leading metal cross members are made in a U-shape and are located in the transverse plane in part of the width of the caterpillar interacting with the drive wheel, and inside the U-shaped cross members there are rubberized multilayer beams of variable thickness, molded over the entire width of the caterpillar. The transfer of force from the drive wheel to the rubber massif occurs through a U-shaped cross member and a rubberized multilayer beam, which has a reliable fastening in the rubber massif and is connected to the U-shaped cross member through an elastic connection that reduces dynamic loads in the caterpillar mover.

Повышение ресурса ленточной гусеницы достигается за счет практически безударной передачи усилия от ведущего колеса к гусенице, исключения поломок и вырывов из резинового массива поперечин, выполненных на всю ширину в виде многослойных балок из чередующихся слоев высокопрочного и эластичного материалов, обеспечивающих достаточную прочность и приспособляемость к дорожным неровностям за счет обеспечения значительной деформативности балок без разрушения и снижения напряжений на границе «балка-резина». Установка П-образной металлической поперечины на части ширины гусеницы позволяет значительно уменьшить массу гусеницы, при этом благодаря многослойным балкам из чередующихся слоев высокопрочного и эластичного материалов, заформованных на всю ширину гусеницы, обеспечивается надежное закрепление в резиновом массиве поперечин с ведущими и направляющими элементами. Сравнительная оценка напряженно-деформированного состояния гусеницы с равнопрочными поперечинами из стали и комбинированной поперечины П-образной формы из стали с размещенными в ней обрезиненными элементами в виде многослойных балок из чередующихся слоев высокопрочного и эластичного материалов показала возможность снижения напряжения на границе поперечин и резинового массива в 2,5÷4 раза, что также показывает на возможность обеспечения длительной циклической прочности заявляемого объекта.An increase in the resource of a tape caterpillar is achieved due to the virtually unshocked transfer of force from the drive wheel to the caterpillar, elimination of breakdowns and breaks from the rubber array of crossbars made over the entire width in the form of multilayer beams of alternating layers of high-strength and elastic materials that provide sufficient strength and adaptability to road roughness by providing significant deformability of the beams without breaking and reducing stresses on the border "beam-rubber". The installation of a U-shaped metal cross-piece on a part of the track width can significantly reduce the mass of the track, while thanks to the multilayer beams of alternating layers of high-strength and elastic materials molded over the entire width of the track, the cross members are securely fixed in the rubber array with leading and guiding elements. A comparative assessment of the stress-strain state of a track with equal strength cross members made of steel and a combined U-shaped cross member made of steel with rubber elements placed in it in the form of multilayer beams made of alternating layers of high-strength and elastic materials showed the possibility of reducing stress at the border of the cross-members and rubber mass in 2 , 5 ÷ 4 times, which also shows the possibility of ensuring long cyclic strength of the claimed object.

Отличительными признаками ленточной гусеницы являются:Distinctive features of a tape caterpillar are:

- металлическая поперечина П-образной формы в части ширины гусеницы, взаимодействующей с ведущим колесом, и с размещением в ней обрезиненного силового поперечного элемента в виде балки;- a metal cross-member of a U-shaped shape in part of the width of the caterpillar interacting with the drive wheel, and with the placement of a rubberized transverse power element in the form of a beam;

- поперечный элемент на всю ширину гусеницы в виде многослойной балки из чередующихся слоев высокопрочного и эластичного материалов;- a transverse element over the entire width of the track in the form of a multilayer beam of alternating layers of high-strength and elastic materials;

- выполнение многослойной балки из слоев стеклопластика и резины или полиуретана;- the implementation of a multilayer beam of layers of fiberglass and rubber or polyurethane;

- выполнение многослойной балки из нескольких слоев металлокорда или листовой пружинной стали с промежуточными слоями резины или полиуретана.- the implementation of a multilayer beam of several layers of steel cord or sheet spring steel with intermediate layers of rubber or polyurethane.

Все признаки в совокупности позволяют повысить ресурс и снизить динамическую нагруженность гусеницы.All the signs together allow you to increase the resource and reduce the dynamic load of the track.

Указанные признаки конструктивно и технологически взаимосвязаны и являются существенными, так как каждый из них и в отдельности, и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие предложенного технического решения критерию «новизна».These features are structurally and technologically interconnected and are significant, since each of them individually, and all together are aimed at solving the problem with the achievement of a technical result. The use of a single set of essential distinguishing features in the known solutions was not found, which characterizes the conformity of the proposed technical solution to the criterion of "novelty."

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи и характеризует предложенное техническое решение с существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами.A single set of new essential features with common known provides a solution to the problem and characterizes the proposed technical solution with significant differences compared with the prior art and analogues.

Данное техническое решение является результатом НИОКР по созданию ленточной гусеницы двухзвенного транспортера грузоподъемностью 7 тонн с ресурсом не менее 16000 км пробега и прочностью гусеницы на разрыв не менее 30 тс. Решение неочевидно, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».This technical solution is the result of R&D on the creation of a tape track of a two-link conveyor with a carrying capacity of 7 tons with a resource of at least 16,000 km and a track tensile strength of at least 30 tf. The solution is not obvious, which indicates its compliance with the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид гусеницы со стороны грунтозацепов, на фиг.2 приведен поперечный разрез гусеницы (сечение А-А): левая половина - разрез по окнам зацепления, правая - по направляющему гребню. На фиг.3 показан продольный разрез Б-Б гусеницы по направляющим гребням. На фиг.4 показан продольный разрез по окнам для зацепления с ведущим колесом.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a view of the caterpillar from the side of the lugs, Fig.2 shows a cross section of the caterpillar (section AA): the left half is a section along the engagement windows, the right half along the guide ridge. Figure 3 shows a longitudinal section BB of the track along the guide ridges. Figure 4 shows a longitudinal section through the windows for engagement with the drive wheel.

Бесконечная ленточная гусеница содержит эластичное гибкое основание 1 с силовым слоем 2, беговую дорожку 3, грунтозацепы 4, ведущие металлические поперечины П-образной формы 5, обрезиненные поперечные элементы 6 в виде многослойных балок из чередующихся слоев высокопрочного 7 и эластичного материалов 8.The endless tape caterpillar contains an elastic flexible base 1 with a force layer 2, a treadmill 3, lugs 4, leading metal cross-members of a U-shaped form 5, rubberized cross members 6 in the form of multilayer beams of alternating layers of high-strength 7 and elastic materials 8.

Пример конкретного выполнения бесконечной ленточной гусеницыAn example of a specific implementation of an endless tape caterpillar

Поперечина П-образной формы из высокопрочной стали 35ХГСА с приваренными направляющими элементами выполнена примерно на половину ширины гусеницы, а многослойная обрезиненная балка из чередующихся слоев высокопрочного и эластичного материалов своей средней частью размещена в поперечине и заформована в эластичное основание гусеницы на всю ширину. Поперечины П-образной формы, многослойные балки в поперечинах и эластичном основании, силовой слой устанавливаются с применением клеев и одновременным формованием и вулканизацией гусеницы. В качестве силового слоя может быть использовано металлокордное полотно или многослойное резинотканевое полотно, количество корда или слоев ткани выбирается исходя из требуемой продольной прочности.The cross-section of the U-shaped form from high-strength steel 35KhGSA with welded guide elements is made approximately half the width of the track, and a multilayer rubberized beam of alternating layers of high-strength and elastic materials with its middle part is placed in the cross-section and molded into the elastic base of the track for the entire width. U-shaped cross-pieces, multilayer beams in cross-pieces and an elastic base, a force layer are installed using adhesives and simultaneously molding and vulcanizing the tracks. As the power layer can be used metal cord fabric or multilayer rubber fabric, the number of cord or fabric layers is selected based on the required longitudinal strength.

Многослойные поперечные балки из чередующихся слоев высокопрочного материала (стеклопластик, сталь, стальной корд и др.) и резины обеспечивают значительные деформации гусеницы в поперечной плоскости одновременно с эластичным основанием гусеницы, приспосабливаясь к неровностям дороги, обеспечивая резкое снижение напряжений на границе элементов гусеницы. Применение более высокомодульного материала полиуретана вместо резины обеспечит более высокую изгибную жесткость пакета многослойной балки. Выбирая толщины слоев высокопрочного и эластичного материалов, можно обеспечить практически любую поперечную жесткость гусеницы.Multilayer transverse beams made of alternating layers of high-strength material (fiberglass, steel, steel cord, etc.) and rubber provide significant deformation of the track in the transverse plane along with the elastic base of the track, adapting to road irregularities, providing a sharp reduction in stresses at the boundary of the track elements. The use of a higher modulus polyurethane material instead of rubber will provide higher bending stiffness of the multilayer beam package. Choosing the thickness of the layers of high-strength and elastic materials, you can provide almost any lateral stiffness of the tracks.

Разработанная гусеница обеспечивает более высокий ресурс гусеницы в 1,5-2 раза по сравнению с существующими аналогами.The developed caterpillar provides a higher caterpillar resource by 1.5-2 times in comparison with existing analogues.

Предложенное новое техническое решение позволяет создать более эффективные гусеницы по сравнению с известным уровнем техники, воспроизводимо промышленным способом, и соответствует также критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.The proposed new technical solution allows you to create more efficient tracks compared to the prior art, reproducible by an industrial method, and also meets the criterion of "industrial applicability", ie level of invention.

Claims

1. An endless tape caterpillar of the vehicle, containing an elastic flexible base with a power layer, lugs and leading metal cross members vulcanized into an elastic base, characterized in that, in order to increase the resource and reduce the dynamic loading of the track, the leading metal cross members are made U-shaped and located in the transverse plane of the track in the part of the width of the track interacting with the drive wheel, and inside the U-shaped metal cross-pieces with its part p Coated zmescheny transverse elements in the form of beams multilayer of alternating layers of ductile and elastic material, overmoulded on the entire width of the caterpillar.

2. The endless tape caterpillar according to claim 1, characterized in that the rubberized transverse elements in the form of beams are made of alternating layers of high-strength fiberglass and rubber or polyurethane.

3. The endless tape caterpillar according to claim 1, characterized in that the rubberized transverse elements in the form of beams are made of several layers of steel cord or sheet spring steel with alternating layers of rubber or polyurethane.