RU2773132C1

RU2773132C1 - Apparatus for tensioning the track chain of a vehicle

Info

Publication number: RU2773132C1
Application number: RU2021117272A
Authority: RU
Inventors: Олег Иванович Поливаев
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2022-05-30

Abstract

FIELD: vehicles.

SUBSTANCE: invention relates to an apparatus for tensioning a track chain. Apparatus includes a guide wheel installed movably at one end of a crank. The other end of the crank is connected with the crank axle passing through the holes in the frame and connected with a blade inside a hollow hub with a stop and a cover. The cavity of the hub is connected by means of a controlled adjustable throttle valve with the cavity of a gas hydraulic accumulator and is equipped with an electronic control unit, the control sensor whereof is placed on the cover of the hollow hub. The inner cavity of the hub is filled with a magnetorheological fluid, and the stop is equipped with electromagnetic coils on both sides. A gear is made on the hollow hub, engaged with a worm placed on bearings on the frame and provided with a shank for adjusting the tension.

EFFECT: increased smoothness of travel and expanded operational possibilities of the vehicle.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к производству транспортных средств на гусеничном ходу. Известно устройство для натяжения гусеничной цепи транспортного средства (Авторское свидетельство СССР №5500311, кл B62D 55/30, 1975) содержащее кривошип, на одном конце которого установлено направляющее колесо, а другой конец кривошипа, выполненный в виде оси, при помощи подшипников связан с рамой транспортного средства и своим торцом посредством цилиндрического упругого элемента - с червячной парой, червячное колесо, которое жестко закреплено на полой ступице, охватывающей ось кривошипа, с возможностью поворота относительно этой оси, а червяк, имеющий хвостовик, закреплен на корпусе (раме) транспортного средства с возможностью вращения относительно него.The invention relates to transport engineering, mainly to the production of tracked vehicles. A device for tensioning the caterpillar chain of a vehicle (USSR Author's certificate No. 5500311, class B62D 55/30, 1975) containing a crank, at one end of which a guide wheel is installed, and the other end of the crank, made in the form of an axis, is connected to the frame by means of bearings of the vehicle and its end face by means of a cylindrical elastic element - with a worm pair, a worm wheel that is rigidly fixed on a hollow hub enclosing the crank axis, with the possibility of rotation about this axis, and the worm having a shank is fixed on the body (frame) of the vehicle with the ability to rotate about it.

Недостатком данной конструкции является то, что она имеет большие габариты, а в качестве упругого элемента выполнена торсионная трубка с валом торсиона, имеющая линейную характеристику, а при больших колебаниях усилия, действующего на направляющее колесо, торсион садится на упор, что вызывает динамические удары и приводит к разрушению гусеничной цепи, Кроме того, данный торсион имеет небольшой угол закрутки, а его линейная характеристика не позволяет работать ходовой части с большими колебаниями нагрузок и возможно возникновение резонансных режимов при определенных видах работы гусеничных машин.The disadvantage of this design is that it has large dimensions, and as an elastic element, a torsion tube with a torsion bar shaft is made, which has a linear characteristic, and with large fluctuations in the force acting on the guide wheel, the torsion sits on the stop, which causes dynamic shocks and leads to to the destruction of the caterpillar chain. In addition, this torsion bar has a small angle of twist, and its linear characteristic does not allow the running gear to work with large load fluctuations and resonance modes may occur during certain types of tracked vehicles.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для натяжения гусеничной цепи транспортного средства, содержащее кривошип, на одном конце которого установлено направляющее колесо, а другой конец кривошипа, выполненный в виде оси, при помощи подшипников связан с рамой транспортного средства и своим торцом посредством упругого элемента - с червячной парой. Червячное колесо, которое жестко закрепленное на полой ступице, охватывающей ось кривошипа, с возможностью поворота относительно этой оси. А червяк, имеющий хвостовик, закреплен на раме транспортного средства с возможностью вращения относительно него. При этом, полая ступица снабжена лопастью, жестко закрепленной на оси кривошипа, и упором, жестко установленным внутри ступицы для взаимодействия с указанной лопастью посредством упругого элемента. Данный упругий элемент выполнен в виде пакетов тарельчатых пружин с переменной жесткостью, расположенных внутри указанной ступицы аксиально оси кривошипа между лопастью оси и упором ступицы, (прототип, описание к Авторскому свидетельству СССР №1733318А1, кл. B62D 55/30, 1975)Closest to the present invention is a device for tensioning the caterpillar chain of a vehicle, containing a crank, at one end of which a guide wheel is installed, and the other end of the crank, made in the form of an axis, is connected with the frame of the vehicle by means of bearings and its end face by means of an elastic element - with worm pair. Worm wheel, which is rigidly fixed on a hollow hub, covering the axis of the crank, with the possibility of rotation about this axis. A worm having a shank is fixed on the frame of the vehicle with the possibility of rotation relative to it. At the same time, the hollow hub is provided with a blade rigidly fixed on the crank axis and a stop rigidly mounted inside the hub to interact with said blade by means of an elastic element. This elastic element is made in the form of packs of Belleville springs with variable stiffness, located inside the said hub axially to the crank axis between the axle blade and the hub stop, (prototype, description to the USSR Author's certificate No. 1733318A1, class B62D 55/30, 1975)

Основным недостатком известной конструкции является то, что из-за больших динамических нагрузок на пакеты тарельчатых пружин, они теряют свои упругие свойства, что вызывает повышенные динамические нагрузки на ходовую часть. Это приводит к снижению плавности хода, при этом, снижает эксплуатационные возможности и надежность транспортного средства. Кроме того, пакеты тарельчатых пружин имеют кусочно-линейную характеристику. Задача полезной модели - повышение плавности хода и надежности транспортного средства.The main disadvantage of the known design is that due to the large dynamic loads on the cup spring packs, they lose their elastic properties, which causes increased dynamic loads on the running gear. This leads to a decrease in ride smoothness, while reducing the operational capabilities and reliability of the vehicle. In addition, cup spring packs have a piecewise linear characteristic. The objective of the utility model is to improve the smoothness and reliability of the vehicle.

Технический результат - повышение эффективности гашения колебаний при возникновении динамических и резонансных режимов в элементах натяжного устройства транспортного средства.The technical result is an increase in the efficiency of vibration damping in the event of dynamic and resonant modes occurring in the elements of the vehicle's tensioning device.

Технический результат достигается тем, что устройство для натяжения гусеничной цепи транспортного средства, содержащее кривошип, на одном конце которого установлено направляющее колесо, а другой конец кривошипа, выполненный в виде оси, при помощи подшипников связан с рамой транспортного средства и своим торцом посредством упругого элемента - с червячной парой, червячное колесо которого жестко закреплено на полой ступице, охватывающей ось кривошипа, с возможностью поворота относительно этой оси, а червяк, имеющий хвостовик, закреплен на раме транспортного средства с возможностью вращения относительно него, а полая ступица снабжена лопастью, жестко закрепленной на оси кривошипа, и упором, жестко установленным внутри ступицы для взаимодействия с указанной лопастью посредством упругого элемента, при этом, упругий элемент выполнен в виде пневмогидроаккумулятора, связанного гидролинией с управляемым регулирующим дросселем и полой ступицей, заполненной магнитнореологической жидкостью, при этом, на крышке полой ступицы размещен управляющий датчик колебаний коленчатой оси, электрический сигнал с которого поступает на электронный блок управления и далее - на регулируемый дроссель и электромагнитные катушки, вмонтированные в упор, соответственно посредством которых регулируется интенсивность перетекания рабочей жидкости и изменяется вязкость магнитнореологической жидкости в полости ступицы.The technical result is achieved by the fact that the device for tensioning the caterpillar chain of the vehicle, containing a crank, at one end of which a guide wheel is installed, and the other end of the crank, made in the form of an axis, is connected by means of bearings to the frame of the vehicle and its end face by means of an elastic element - with a worm pair, the worm wheel of which is rigidly fixed on a hollow hub enclosing the crank axis, with the possibility of rotation about this axis, and the worm having a shank is fixed on the vehicle frame with the possibility of rotation relative to it, and the hollow hub is equipped with a blade rigidly fixed on crank axis, and a stop rigidly mounted inside the hub to interact with the specified blade by means of an elastic element, while the elastic element is made in the form of a pneumohydroaccumulator connected by a hydraulic line with a controlled control throttle and a hollow hub filled with magnetic rheological fluid, while m, on the cover of the hollow hub there is a control sensor for crankshaft oscillations, the electrical signal from which is fed to the electronic control unit and then to the adjustable throttle and electromagnetic coils mounted at the stop, respectively, by means of which the intensity of the flow of the working fluid is regulated and the viscosity of the magnetic rheological fluid in hub cavity.

На фиг. 1 изображено устройство для натяжения гусеничной цепи, установленное на раме транспортного средства; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 2.In FIG. 1 shows a track tensioner mounted on a vehicle frame; in fig. 2 - section A - A in Fig. one; in fig. 3 - section B - B in Fig. 2.

Устройство для натяжения гусеничной цепи транспортного средства содержит направляющее колесо 1, установленное подвижно на одном конце коленчатой оси 2, а другой ее конец выполнен в виде оси 3, которая установлена также подвижно посредством подшипников в раме транспортного средства 4. После прохода оси 3 через отверстие в раме транспортного средства 4 (с внутренней стороны) на ней подвижно посредством подшипников установлена ступица 5 с жестко закрепленным внутри нее упором 6 и крышкой 7. Внутри крышки полой ступицы 5 установлен управляющий реохордный датчик 8, который отслеживает колебания коленчатой оси 3. На обеих сторонах упора 6 установлена соленоидная катушка 9. Внутри полой ступицы 5 установлена лопасть 10, которая жестко закреплена (посредством шлицев) на оси 3 кривошипа. При этом, между упором 6 и лопастью 10 образована полость 11, заполненная магнитно-реологической жидкостью, с отверстием 12 в ступице 5. Полость 11 посредством отверстия 12 соединена с регулируемым дросселем 13 и далее с гидравлической полостью 14 пневмогидроаккумулятором 15, а его пневматическая полость 16 заполнена газом (азотом) под давлением. При этом реохордный датчик 8, соленоидная катушка 9 и регулируемый дроссель 13 соединены с электронным блоком управления (ЭБУ) 17. На полой ступице 5 жестко закреплено червячное колесо 18 с возможностью зацепления с червяком 19, который на подшипниках укреплен на раме транспортного средства 4 и имеет хвостовик 20.The device for tensioning the caterpillar chain of the vehicle contains a guide wheel 1, mounted movably at one end of the crank axle 2, and its other end is made in the form of an axle 3, which is also movably mounted by means of bearings in the frame of the vehicle 4. After the passage of the axle 3 through the hole in On the vehicle frame 4 (on the inside), a hub 5 is movably mounted on it by means of bearings with a stop 6 and a cover 7 rigidly fixed inside it. A control reochord sensor 8 is installed inside the cover of the hollow hub 5, which monitors the oscillations of the crankshaft axle 3. On both sides of the stop 6, a solenoid coil 9 is installed. Inside the hollow hub 5, a blade 10 is installed, which is rigidly fixed (by means of splines) on the axis 3 of the crank. At the same time, between the stop 6 and the blade 10, a cavity 11 is formed, filled with magnetic rheological fluid, with an opening 12 in the hub 5. The cavity 11 is connected through the opening 12 to the adjustable throttle 13 and further to the hydraulic cavity 14 by the pneumohydraulic accumulator 15, and its pneumatic cavity 16 filled with gas (nitrogen) under pressure. In this case, the rheochord sensor 8, the solenoid coil 9 and the adjustable throttle 13 are connected to the electronic control unit (ECU) 17. On the hollow hub 5, the worm wheel 18 is rigidly fixed with the possibility of engagement with the worm 19, which is mounted on bearings on the vehicle frame 4 and has shank 20.

Устройство работает следующим образом. При натяжении гусеничной цепи транспортного средства за счет вращения хвостовика 20 происходит вращение червяка 19, который вращает червячное колесо 18 и полую ступицу 5. Вращаясь, полая ступица 5 через упор 6 и лопасть 10 воздействует на магнитно-реологическую жидкость, которая через отверстие 12 и дроссель 13 поступает в полость 14 пневмогидроаккумулятора 15, посредством поршня сжимая газ в полости 16. При повороте лопасти 10 через ось 3 и кривошип 2 натяжное колесо 1 перемещается в сторону натяжения гусеничной цепи.The device works as follows. When the caterpillar chain of the vehicle is tensioned due to the rotation of the shank 20, the worm 19 rotates, which rotates the worm wheel 18 and the hollow hub 5. Rotating, the hollow hub 5 through the stop 6 and the blade 10 acts on the magnetic rheological fluid, which through the hole 12 and the throttle 13 enters the cavity 14 of the pneumohydroaccumulator 15, by means of a piston compressing the gas in the cavity 16. When the blade 10 turns through the axis 3 and the crank 2, the tension wheel 1 moves in the direction of the tension of the caterpillar chain.

При колебаниях коленчатой оси 2, а следовательно, и гусеничной цепи, срабатывает реохордный датчик 8, который отслеживает данные колебания. Сигнал с реохордного датчика 8 мгновенно поступает на электронный блок управления 17. ЭБУ так же мгновенно подает электрический сигнал на соленоидные катушки 9, установленные в упоре 6, что приводит к изменению вязкости магнитно-реологической жидкости, которая меняет свои свойства под действием электрического поля, создаваемого катушкой 9. Синхронно, в зависимости от интенсивности колебаний, ЭБУ по заданной программе изменяется положение регулируемого дросселя 13. Это приводит к сжатию поршнем газа в полости 16, что дополнительно изменяет упруго-демпфирующие свойства при колебаниях натяжного устройства.When the crank axle 2, and consequently the caterpillar chain, oscillates, the rheochord sensor 8 is activated, which monitors these oscillations. The signal from the reochord sensor 8 instantly goes to the electronic control unit 17. The ECU also instantly sends an electrical signal to the solenoid coils 9 installed in the stop 6, which leads to a change in the viscosity of the magnetic rheological fluid, which changes its properties under the influence of the electric field generated coil 9. Synchronously, depending on the intensity of oscillations, the ECU changes the position of the adjustable throttle 13 according to a given program. This leads to compression of the gas in the cavity 16 by the piston, which additionally changes the elastic-damping properties during vibrations of the tensioner.

Таким образом, в зависимости от колебаний коленчатой оси, а, следовательно, и натяжного устройства, мгновенно изменяется вязкость магнитнореологической жидкости и синхронно изменятся по заданной программе поток рабочей жидкости за счет регулируемого дросселя 13. При перетекании рабочей жидкости в гидравлическую полость 14 пневмогидроаккумулятора 15, сжимая газ в пневмокамере 16.Thus, depending on the oscillations of the crankshaft, and, consequently, the tensioner, the viscosity of the magnetorheological fluid instantly changes and the flow of the working fluid will change synchronously according to a given program due to the adjustable throttle 13. When the working fluid flows into the hydraulic cavity 14 of the pneumohydroaccumulator 15, compressing gas in the pneumatic chamber 16.

Все это позволяет получить оптимальную характеристику упруго-демпфирующих свойств натяжного устройства, что приводит к расширению эксплуатационных возможностей транспортного средства, а также повышению плавности хода и надежности ходовой части.All this makes it possible to obtain the optimal characteristic of the elastic-damping properties of the tensioner, which leads to the expansion of the operational capabilities of the vehicle, as well as an increase in the smoothness of the ride and the reliability of the chassis.

Claims

A device for tensioning the caterpillar chain of a vehicle, containing a crank, at one end of which a guide wheel is installed, and the other end of the crank, made in the form of an axis, is connected with the vehicle frame by means of bearings and its end face through an elastic element - with a worm pair, a worm wheel which is rigidly fixed on a hollow hub, enclosing the crank axis, with the possibility of rotation about this axis, and the worm having a shank is fixed on the frame of the vehicle with the possibility of rotation relative to it, and the hollow hub is equipped with a blade rigidly fixed on the crank axis, and a stop, rigidly installed inside the hub for interaction with said blade by means of an elastic element, characterized in that the elastic element is made in the form of a pneumohydroaccumulator connected by a hydraulic line with a controlled control throttle and a hollow hub filled with magnetorheological fluid, while on the cover of the hollow hub There is a control sensor for crankshaft oscillations, the electrical signal from which is fed to the electronic control unit and then to the adjustable throttle and electromagnetic coils mounted at the stop, respectively, through which the intensity of the flow of the working fluid is regulated and the viscosity of the magnetic rheological fluid in the hub cavity changes.