ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ РЕЗИНО-МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ГУСЕНИЦЫ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА ТАНКА

Ю. И. Кистерный, О. П. Горлов

Вестник бронетанковой техники. 1970. № 3

С повышением скоростей движения гусеничных машин все более широкое распространение полу­чают гусеницы с резино-металлическими шарнира­ми, которые в сравнении с открытыми металличе­скими шарнирами имеют повышенный коэффи­циент полезного действия и больший срок службы.

Для среднего танка изготовлены и испытаны резино-металлические гусеницы с шарнирами па­раллельного и последовательного типа (табл. 1).

Гусеница первого типа (рис. 1) собрана из дву­звенных траков с запрессованными обрезиненными пальцами, соединенных между собой с помощью болтов концевыми скобами и деталями средней связи. Для гусеницы применено двухрядное зацеп­ление (с дополнительной опорой трака на ведущем колесе, способной воспринимать часть тягового усилия) с наплавкой рабочих поверхностей зубьев и дополнительных опор износостойким электродом Т-620; толщина наплавки на зубьях 7 мм, на до­полнительных опорах — 4 мм.

Гусеница второго типа (рис. 2) состоит из мо­нолитных траков, изготовленных штамповкой, в проушины которых запрессованы обрезиненные втулки; соединение траков осуществляется шести­гранными пальцами, на резьбовые хвостовики ко­торых навернуты стягивающие гайки. Зацепление гусеницы цевочного типа, толкающее, с дополни­тельной опорой трака на ведущее колесо; рабочие поверхности зубьев наплавлены электродом Т-620, толщина наплавки 3-4 мм.

В обеих гусеницах элементы, контактирующие с рабочими поверхностями ведущих колес, выполне­ны из стали 38ХС, термообработанной изотермиче­ской закалкой на твердость НВ = 444÷341.

Оценка влияния различных конструкций гусениц на эксплуатационные показатели танка расчетным путем — сложная задача для конструкторских бю­ро промышленных предприятий. Поэтому для оценки двух конструкций гусениц использо­вались результаты сравнительных пробе­говых испытаний, экономические и раз­гонные характеристики.

Таблаца 1. Характеристики испытанных гусениц

Рис. 1. Гусеница с параллельным резино-металлическим шарниром

Чтобы исключить влияние на резуль­таты замеров состояния двигателя, трансмиссии, а также других факторов, экономические и разгонные характери­стики определялись на одном изделии, на котором поочередно устанавливались гусеницы обеих конструкций. К моменту испытаний гусеницы с параллельным ре­зино-металлическим шарниром отрабо­тали 3000 км, а с последовательным — 3700 км. Предварительное натяжение гу­сениц при испытаниях составляло 3000±250 кГ. Перед выполнением замеров двигатель и трансмиссия прогревались путем непрерывного движения танка на максимальной скорости в течение 1 час.

В период испытаний дорожные и по­годные условия не изменялись, темпера­тура окружающего воздуха была 20-26° С.

Испытания проводились на горизон­тальном участке грунтовой дороги протяженностью 1500 м. Грунт — сухой ука­танный чернозем, твердость 25-40 уда­ров (по ударнику ДорНИИ со стержнем площадью 1 см², длиной 10 см, грузом 2,5 кГ и высотой падения его 40 см).

Коэффициент сопротивления перекаты­ванию танка, определенный динамометрированием для обеих конструкций гусе­ниц в этих же дорожных условиях, был равен 0,065.

Для построения экономических ха­рактеристик замерялись расходы топли­ва при движении танка на различных скоростях (до максимальной включи­тельно). В каждом опыте движение ма­шины по опытному (мерному) участку осуществлялось в двух направлениях («туда-обратно») при постоянных оборо­тах двигателя n=2700 об/мин. Темпера­тура охлаждающей жидкости выдержи­валась в пределах 90±5° С, сопротивле­ние выхлопного тракта не изменялось.

Скорость движения определялась по оборотам ведущих колес, расходы топли­ва измерялись расходомером ДО-0З. На каждой из шести передач (от II до VII включительно) производилось не менее шести опытов. Усредненные результаты замеров приведены в табл. 2 и представ­лены графиками (рис. 3).

По данным расхода топлива, с ис­пользованием характеристики двигателя 5ТДФ по оборотам и методики рабо­ты [1], подсчитана мощность, развиваемая двигателем на каждой из передач. Резуль­таты вычислений приведены в табл. 2 и представ­лены графиками (рис. 4).

Рис 2. Гусеница с последовательным резино-металлическим шарниром

Экономические и мощностные показатели танка

Примечание. При установленной гусенице с парал­лельным резино-металлическим шарниром двигатель на мер­ном участке не развил более 2500 об/мин.

Рис. 3. Зависимость часового расхода топ­лива двигателем 5ТДФ Q=f(v) от скоро­сти движения танка при установленных резино-металлических гусеницах:

1 — с параллельным шарниром; 2— с по­следовательным шарниром

Из анализа данных видно, что гусеницы с по­следовательным резино-металлическим шарниром обеспечивают танку лучшую экономичность во всем диапазоне скоростей, больший запас мощности и повышение динамического фактора.

Время и путь разгона определялись одновре­менно с экономическими характеристиками. Раз­гон начинался с I передачи и продолжался до до­стижения двигателем на VII передаче оборотов n=2500 об/мин, что соответствует скорости 54,9 км/час. Путь определялся по числу оборотов ведущих колес, время замерялось секундомером. Средние значения времени и пути разгона, полу­ченные для среднего танка, снабженного различ­ными гусеницами, приведены в табл. 3.

Рис. 4. Зависимость развиваемой двига­телем 5ТДФ мощности N_д = f(v) от скорости движения танка при установ­ленных резино-металлических гусеницах:

1 — с параллельным шарниром; 2 — с последовательным шарниром

Таблица 3. Разгон танка с гусеницами различных конструкций

В одинаковых дорожных условиях разгон танка на гусеницах с последовательным резино-металли­ческим шарниром до скорости 54,9 км/час осущест­вляется в 1,74 раза быстрее на пути в 1,89 раза ко­роче, чем разгон танка на гусеницах с параллель­ным шарниром.

Таблица 4. Экономические показатели танка с гусеницами различных конструкций

Результаты эксплуатационных испытаний тан­ков с различными гусеницами соответствуют дан­ным специальных испытаний. В табл. 4 приведены средние скорости и расходы топлива (определен­ные по доливу), полученные на двух машинах, снабженных соответственно гусеницами с последо­вательными и параллельными шарнирами и эксплуатировавшихся в дорожных условиях, весьма близких к тем, при которых снимались экономиче­ские характеристики.

Так как при линейных пробегах двигатель зна­чительную часть времени работает на неустановившихся режимах, характеризующихся понижен­ной экономичностью [2], полученные значения ча­совых расходов топлива несколько выше опреде­ленных при специальных испытаниях.

Установка на среднем танке гусениц с после­довательным шарниром повысила работоспособ­ность движителя. В табл. 5 приведены величины износов опорных и поддерживающих катков, на­правляющих колес и элементов зацепления гусе­ницы с ведущим колесом после 3000 км пробега (1000 км — сырой песок, 2000 км — сухая укатан­ная, черноземная дорога).

Установка на движителе с металлическими необрезиненными опорными катками резино-метал­лической гусеницы с последовательным шарниром (по результатам настоящих испытаний) повышает эксплуатационные показатели среднего танка в сравнении с резино-металлической гусеницей с па­раллельным шарниром, что свидетельствует о меньших потерях в движителе. Это объясняется:

а) улучшением конструкции беговой дорожки, снижающим потери на перекатывание (см. износы опорных катков, поддерживающих роликов и на­правляющих колес в табл. 5);

б) более совершенной работой зацепления (меньшие суммарные износы элементов зацепле­ния, см. табл. 5);

в) большей изгибной жесткостью траков гусе­ницы с последовательным шарниром (см. табл. 1), что способствует снижению максимальных давле­ний под грунтозацепами и, следовательно, умень­шению затрат на необратимую деформацию грунта.

Настоящие исследования показывают, что бы­строходная гусеничная машина с движителем, снаб­женным резино-металлической гусеницей, при оди­наковой удельной мощности имеет различные экс­плуатационные показатели в зависимости от пара­метров, определяемых конструкцией гусеницы: ти­па шарнира, зацепления, формы беговой дорожки, изгибной жесткости трака и др.

Резино-металлические гусеницы с последова­тельным и параллельным шарнирами, устанавли­ваемые на движителе среднего танка, обеспечива­ют ему различный коэффициент полезного дейст­вия — величина его выше в случае применения гу­сениц с последовательным шарниром.

Таблица 5. Износы деталей гусеничного движителя танка в процессе эксплуатации

Гусеницы с последовательным резино-металли­ческим шарниром улучшают условия работы опор­ных и поддерживающих катков, направляющих ко­лес, способствуют повышению срока службы (хо­димости) движителя в сравнении с гусеницей с шарниром параллельного типа.

При использовании более совершенных узлов и механизмов ходовой части можно улучшить под­вижность и экономичность быстроходных гусенич­ных машин без повышения удельной мощности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Софиян А. И. Определение сопротивления движению машин с использованием оборотной характеристики двигате­ля. «Вестник бронетанковой техники», 1965, № 5.

2. Болтинский В. И. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей. Изд-во сельскохо­зяйственной литературы, 1962.