УШИРИТЕЛИ ТАНКОВЫХ ГУСЕНИЦ

Канд. техн. наук инж. -подполковник Ю. Н. ВАРАКСИН

Вестник бронетанковой техники. 1967. №6

Стремление повысить проходимость танков по слабым грунтам за счет снижения удельного давле­ния повлекло за собой разработку различного типа уширенных гусениц. Эта разработка велась в основ­ном по двум направлениям. В направлении созда­ния специальной уширенной гусеницы и в направ­лении уширения штатной гусеницы путем установки на нее специальных уширителей.

Фиг. 1. Трак гусеницы танка Т-54 с жестким уширителем

Представителем первого направления является уширенная гусеница танка Т-54 (фиг. 1). Конструк­ция траков уширенной гусеницы отличается от кон­струкции серийных наличием односторонних уши­рителей отлитых заодно с траками. Гусеница соби­рается на серийных пальцах. Испытания танков Т-54 на таких гусеницах по слабым грунтам пока­зали, что несмотря на существенное уменьшение среднего удельного давления (с 0,89 до 0,65 кг/см²) проходимость танка улучшилась незначительно. Это объясняется тем, что вследствие того, что трак имеет одностороннее несимметричное уширение, происходит перекос нижней опорной ветви, при этом внутренняя кромка гусеницы подрезает верхний дерновой покров, который выдавливается из-под гу­сеницы в сторону уширителей. Это, в свою очередь, влечет за собой увеличение коэффициента сопро­тивления движению. При движении по грязным до­рогам уширители, захватывая грунт, увлекают его за собой, забивают грязью всю ходовую часть ма­шины. Часть грязи забрасывается на крышу мотор­но-трансмиссионного отделения, так как уширенная гусеница выходит за габариты грязезащитных щит­ков. Существенным недостатком уширенных гусе­ниц такого типа является потеря танком транспор­табельности по железным дорогам, вследствие вы­хода по ширине за габариты подвижного состава.

Фиг. 2. Упругий уширитель гусеницы объекта 730

Вторым направлением в создании уширенных гусениц является разработка съемных уширителей.

В 1950 году заводом были изготовлены упру­гие съемные уширители для гусеницы тяжелого танка объекта 730. Уширитель устанавливался на каждый трак и закреплялся при помощи болта и хомута (фиг. 2). При установке уширителя на трак в выемку полки последнего, имеющей отвер­стие, укладывается прокладка 12, на которую уста­навливается уширитель в сборе, состоящий из ло­пасти, к которой при помощи двух заклепок и планки 4 крепится трехлистовая рессора. Снизу к полке трака прилегает захват 11, который с одного конца имеет отверстие под болт 13 с другого — вы­емку под хомут 10, сверху на уширитель и хомут укладывается скоба 9, имеющая выемку для плот­ного прилегания к уширителю и два вильчатых вы­реза для посадки на хвостовики хомута. При помо­щи болта 13 и хомута 10 уширитель крепится к пол­ке трака. От отворачивания гайки болта и хомута удерживаются пружинными шайбами. Болты затя­гиваются моментом 30—40 кгм.

Уширители без за­труднений устанавливаются на верхнюю ветвь гусницы. Для установки на нижнюю необходимо либо продвинуть машину, либо наехать на бревно, уло­женное по ходу машины так, чтобы был свободен доступ к полкам траков. В закрепленном состоянии уширитель располагается к плоскости трака под углом 8°. Это обеспечивает полный контакт уширителя с грунтом при погружении гусениц в грунт на 105 мм . Время, необходимое для установки комп­лекта уширителей, составляет 8÷9 чел.-часов.

Проведенные сравнительные испытания показа­ли, что проходимость танка T-10 на уширенных гу­сеницах значительно выше по сравнению с танком на серийных гусеницах. Глубина погружения уши­ренной гусеницы при движении по болоту на 30% меньше глубины погружения штатной гусеницы. Коэффициент сцепления соответственно больше на 11%. На всех участках болота во время испытаний ни одного застревания танка на уширенных гусени- цих не было, в то время как другие танки (Т-34, ИС-3 и Т-54 на уширенных гусеницах), испытанные для сравнения в этих же условиях, преодолеть бо­лото не смогли. При наличии упругого уширителя значительно изменился характер взаимодействия гусеницы с грунтом. Если при жестком уширителе отмечался явно выраженный перекос траков опор­ной ветви co сдвигом в сторону внутренней кромки колеи, то в данном случае этого не наблюдалось. За счет изгиба уширителя уменьшалась величина неуравновешенного момента сил опорной реакции грунта.

Пробеговые испытания танка на уширенных гу­сеницах по танковым трассам по зимним заснежен­ным дорогам общей потяженностью 500 км выявили высокую надежность как самих уширителей, так и способа их крепления.

С целью использования данных уширителей для среднего танка в/ч 68054 была разработана новая конструкция трака (фиг. 3) гусеницы танка Т-54, позволяющая использовать упругий уширитель. Опытный трак отличается от серийного наличием дополнительной полки с одной стороны трака. Пол­ка имеет сквозное отверстие для болта крепления уширителя. В конструкцию уширителя никаких из­менений не вносилось за исключением уменьшения длины скобы на 10—12 мм. Это необходимо было сделать с целью исключения взаимного касания скоб при перегибах гусеницы на ведущем и направляю­щем колесах танка. В закрепленном состоянии уши­ритель располагается к плоскости трака под углом 6°, что обеспечивает полный контакт уширителя с грунтом при погружении гусеницы в грунт на 65—75 мм. Опытная гусеница по чертежам в/ч 68054 была изготовлена заводом.

Проведенные сравнительные испытания на про­ходимость по болотам показали, что танк Т-54 на гусеницах с упругими уширителями обладает зна­чительно лучшей проходимостью по сравнению с танком на серийных гусеницах и танком на уширен­ных гусеницах. Его проходимость практически ста­ла близка проходимости танка ПТ-76. Глубина ко­леи в среднем уменьшилась в 1,8 раза. Коэффи­циент сопротивления движению снизился на 25%. Случаев подрезания внутренней кромки колеи, что имело место при наличии жестких уширителей, не наблюдалось.

Фиг. 3. Трак гусеницы объекта 155 под упругий ушири­тель

(конструкция в/ч 68054):

1 — серийный трак; 2 — опытный трак

В 1961 году заводом была разработана конструк­ция съемного уширителя для гусеницы танка Т-55. Конструкция предусматривала установку уширите­лей на серийные траки без их переделки (фиг. 4). Уширитель состоит из опорной пластины (лопасти) 3, которая при помощи двух болтов 5 и сварки кре­пится к стержню 2. Сверху на опорную пластину укладываются три листа 4 рессоры. Стержень 2 име­ет изгиб в двух плоскостях для того, чтобы обойти цевочное окно трака и не препятствовать выходу зуба ведущего колеса. Для увеличения жесткости в месте изгиба к стержню приварен упор 8. Co сторо­ны, противоположной опорной пластине, стержень имеет шейку, на которую надевается втулка зацепа 7. Зацеп от осевого смещения удерживается двумя гайками 6. Зацеп состоит из двух планок, втулки и язычка 9, который свободно вращается на оси, вва­ренной в планки. Левые и правые уширители не взаимозаменяемы и отличаются направлением из­гиба стержня и положением язычка в зацепе. Уши­рители устанавливаются через один трак.

При уста­новке необходимо очистить полость гребня от грязи. Затем туда устанавливается зацеп, предварительно снятый со стержня. Уширитель надевается на торец трака так, чтобы полка трака вошла в паз между первым и третьим листами рессоры. Одновременно с вводом полки трака в паз рессоры хвостовик стержня вводится в отверстие зацепа. Время, необ­ходимое на установку комплекта уширителей, в за­висимости от состояния гусеницы, составляет 10—20 чел.-часов.

Фиг. 4. Трак гусеницы объекта 155 с упругим уширителем

(конструк­ция организации п/я 9).

Угол наклона уширителей к плоскости опорной поверхности гусеницы 15°. Уширители полностью входят в контакт с грунтом при погружении гусе­ниц в грунт на 150 мм . Сравнительные испытания на болотах выявили существенные преимущества по проходимости танка на уширенных гусеницах. Так, средняя глубина колеи при движении танка на се­рийных гусеницах была в 1,6 раза больше глубины колеи после прохождения танка на уширенных гу­сеницах. Объем пробеговых испытаний составлял 300 км . Из них: зимой — 50 км , весной и летом — 250 км . Пробеги выявили низкую надежность как самих уширителей, так и способа их крепления. Ос­новными поломками были: ослабление и утеря гаек крепления, утеря уширителей, обрыв стержня с внешней стороны зацепа, излом стержня в месте из­гиба, излом стержня в месте соединения с лопастью, трещина на лопасти, излом лопасти.

Основной причиной поломок является чрезмер­ная перегрузка уширителей (на два трака один уширитель). Даже в наиболее благоприятных усло­виях, при равномерно распределенной нагрузке, при накатывании опорного катка на трак, на котором закреплен уширитель, нагрузка, приходящаяся на последний, будет составлять 1875 кг .

Если рассматривать наиболее неблагоприятный случай, случай когда трак с уширителем работает как балка на двух опорах, то момент в стыке уши- рителя с траком может достигать 650 кгм. Самопро­извольное отвинчивание гаек крепления происходи­ло из-за того, что гайки, находясь на опорной по­верхности, при пробуксовке или юзе гусеницы скользят по опорной поверхности и, как следствие, отво­рачиваются.

Фиг. 5. Траки гусеницы объекта 166А с упругим уширителем.

В 1966 году заводом были изготовлены упругие уширители для гусеницы объекта 166А. Уширитель (фиг. 5) состоит из литого захва­та 1, стопорного болта 2, двух пружин 3 и лопасти 4. Пружины одним концом вставлены в отверстия за­хватов и удерживаются от перемещения штифтами, концы которых расклепываются, вторые кон­цы пружин привариваются к лопасти уширителя. Лопасть уширителя штампованная из листовой ста­ли толщиной 2 мм .

Уширители устанавливаются в промежутках между траками и крепятся к соединительным ско­бам траков. Количество уширителей, устанавливае­мых на гусеницу, равно количеству траков.

Перед установкой уширителя на скобу необхо­димо вывернуть болт захвата из прилива, а затем завести зуб захвата в зазор между траками и на­деть уширитель на скобу. Болт захвата затягивает­ся усилием 30 кг и контрится контргайкой. В закре­пленном состоянии уширители располагаются к плоскости опорной поверхности гусеницы под углом 17 , что обеспечивает их полный контакт с грунтом при погружении гусениц на 127 мм . Время, необхо­димое на установку комплекта уширителей с учетом времени, потребного на снятие грязезащитных щит­ков гусениц, составляет 8,5 чел.-часов.

Болотоходные качества объекта 166А на уши­ренных гусеницах проверялись сравнительно с объ­ектом на серийных гусеницах на моховом болоте низинного типа. Средняя глубина колеи при дви­жении объекта на уширенных гусеницах была зна­чительно меньше по сравнению с глубиной колеи объекта на серийных гусеницах. Соответственно на 20%; снизился коэффициент сопротивления дви­жению.

Пробеговые испытания, проведенные в объеме 100 км по весенней танковой трассе, выявили низ­кую надежность как самих уширителей, так и дета­лей их крепления. Наиболее характерными полом­ками являлись: ослабление крепления стопорных болтов и, как следствие, утеря уширителей в сборе; разрушение лопастей уширителей — трещина прохо­дит поперек лопасти на уровне хвостовиков пружин; разрушение сварных швов, соединяющих лопасть с пружинами; нарушение соединений пружин с захва­том; смыкание пружин с одновременным скручива­нием лопасти, затрудняющее доступ к стопорному болту; изгиб стопорного болта; изгиб пружин и за­хвата.

После 100 км пробега все уширители пришли в негодность. Одним из факторов, обусловливающих надежную и эффективную работу упругих уширите­лей, является выбор жесткости упругого элемента уширителя. Недостаточная жесткость влечет за со­бой уменьшение активной поверхности уширителя. Уширитель полностью входит в контакт с грунтом при большой глубине погружения гусениц. Следст­вием чрезмерно высокой жесткости уширителей является перекос опорной ветви гусеницы, увеличение сопротивления движению, увеличение нагрузки на элементы крепления уширителя.

* Уширитель отлит заодно с траком.

** Уширитель крепится через один трак.

В таблице для сравнения приведены данные, ха­рактеризующие уширители различных типов.

На фиг. 6 приведены характеристики рессор рассмотренных выше уширителей.

Фиг. 6. Характеристики рессор уширителей:

1 — рессора уширителя объекта 730;

2 — рессора уширителя объекта 166А

Одним из наиболее сложных вопросов при кон­струировании уширителей является выбор жест­кости рессоры уширителя. Очевидно, жесткость должна быть такой, чтобы при движении машины по болоту не происходило разрыва верхнего дерно­вого покрова, а лишь его осадка. Опытами по вдав­ливанию в грунт плоских штампов установлено, что жесткость грунта в пределах частично упругих де­формаций составляет: для торфа — 0,15-4-5 кг/см³, для минеральных переувлажненных грунтов без разрушения дернового покрова — 0,1÷0,3 кг/см3, г. е. при приложении указанной удельной нагрузки штамп погружается на 1 см . Разрыв летнего дерно­вого покрова происходит, как правило, при погру­жении штампа на 8÷12 см. Задаваясь значениями жесткости грунта и зная нагрузку на уширитель, можно определить величину прогиба, а затем гео­метрические размеры рессоры уширителя.

Выводы

1. Наиболее целесообразным является примене­ние съемных упругих уширителей.
2. Количество уширителей должно быть равно количеству траков в гусенице.
3. Жесткость рессоры уширителя должна быть такой, чтобы при движении машины по болоту не происходило разрыва дернового покрова.