ПОВЫШЕНИЕ ПРОТИВОМИННОЙ СТОЙКОСТИ УЗЛА КРЕПЛЕНИЯ ПОДВЕСКИ ТАНКА Т-80

Б. А. Абрамов, И. А. Потапов, А. С. Стамбровскии, Е. Н. Шарапов

Вестник бронетанковой техники. 1984. № 3.

Ходовая часть танка весьма уязвима при взрыве фугасных мин. Испытания танка Т-80 показали [1], что мина с массой ВВ 7 кг может разру­шить 5–7 траков, 2–3 опорных катка, 2 узла крепления подвески, один или два гидроамортиза­тора. В некоторых случаях повреждается поддер­живающий каток и его кронштейн. При разруше­нии узла крепления подвески (рис. 1) происходит вырыв оси балансира из корпуса (рис. 2). Ось ба­лансира 2 устанавливается в отверстие кронштей­на корпуса 1 на широкоходовой посадке и закреп­ляется приваренной к кронштейну гайкой 3. Кон­струкция этого узла значительно облегчена по срав­нению с болтовым креплением зарубежных танков и отечественного танка Т-72. Однако взрыв мины вырывает ось балансира из своего гнезда, при этом разрушается поверхность посадочного отверстия кронштейна и резьба гайки. После такого повреж­дения необходимо демонтировать внутреннее обо­рудование танка на ремонтном заводе [2, 3]. Остальные повреждения могут ликвидироваться средствами войскового ремонта в полевых усло­виях.

Рассмотрим конструкцию болтового соединения подвески с корпусом танка Т-80. Ось 2 состоит из головки с буртом и стержня с 70-мм участком резьбы М110Х3. Стягиваемая болтом и гайкой часть ввариваемого в корпус кронштейна состоит из борта редана (25 мм) и цилиндра с толщиной стенки 15 мм.

Опытные взрывы мин под гусеницей танка показа­ли, что прочность тела оси значительно выше прочности резьбового соединения; характер разру­шения резьбы свидетельствовал о неравномерности ее нагружения.

Рис. 1. Общий вид ходовой части серийного тан­ка Т-80 после подрыва на 10-кг фугасной мине: а, б – до и после усовершенствования узла крепления подвески

Из теории болтовых соединений [4 5, 6] следует, что одним из основных параметров, характеризую­щих степень их нагруженности, является коэффи­циент χ основной нагрузки, равный отношению ко­эффициента χд податливости стягиваемых деталей к сумме χд и коэффициента податливости элемен­тов системы болта. Предварительный расчет пока­зывает, что коэффициенты податливости кронш­тейна и болта у танка Т-80 примерно равны, т. е. χ = 0,5, что значительно больше рекомендуемого значения: 0,2-0,3 [5, 6].

Рис. 2. Узел крепления подвески к борту танка Т-80:

1 – кронштейн; 2 – ось; 3 – гайка; а – резьба МНОХЗ серийного узла; в – резьба Уп 110x5X45° опытного узла

Для уменьшения χ [4, 5, 6] желательно одновре­менное изменение коэффициентов податливости болта и стягиваемых деталей. Это можно достиг­нуть за счет уменьшения посадочного диаметра оси до размера резьбовой части. Таким образом можно увеличить продольную податливость оси с одновре­менным повышением жесткости кронштейна. Одна­ко изменение размеров деталей связано с необхо­димостью перестройки серийного производства. Был избран другой путь: увеличение внутреннего диаметра отверстия оси и перенос технологических шлицов на участок резьбовой части. В этом случае при повышении податливости оси жесткость кронштейна остается неизменной.

Осуществление указанных мероприятий позволяет значительно уменьшить долю внешних нагрузок, воспринимаемую соединением, и увеличить пре­дельную работу соединения при ударах. Таким путем удается повысить стойкость соединения к воздействию факторов взрыва примерно в 1,5 раза [7, 8], а также увеличить уровень напряжений и обеспечить стабильность предварительной затяжки оси в эксплуатации. Конструктивное изменение не увеличивает размеров узла и несколько уменьшает его массу. Попутно повышается упругость оси, снижаются напряжения изгиба, а максимум напря­жений перемещается в менее опасную зону. Кроме того, уменьшается вероятность развальцовки от­верстия кронштейна.

Дальнейшее повышение осевой податливости дета­лей системы болта может быть осуществлено за счет изменения податливости резьбы в пределах соединения, что способствует более равномерному распределению нагрузки по виткам. Для короткого болта эта добавка является весьма существен­ной [4, 6]. Податливость резьбы определяется ве­личиной осевого перемещения в соединении за счет изгиба витков и радиальных деформаций гайки («распирание» гайки) и болта, возникающих в ре­зультате действия сил, нормальных к оси. Однако, с другой стороны, «распирание» гайки приводит к уменьшению перекрытия витков, особенно для сое­динений с мелкой резьбой, что способствует воз­никновению «цепного» среза и сползанию гайки с болта [1, 4].

В этих условиях более рациональным является по­вышение прочности резьбы и устранение причин, приводящих к «распиранию» гайки. Упрочнение резьбы возможно за счет перехода на более круп­ный шаг. При этом увеличиваются перекрытие витков и радиус закругления, что снижает кон­центрацию напряжений, влияние поперечных де­формаций оси и гайки, а также улучшает распре­деление нагрузки [7] между витками нарезанной части болта, но более крупный шаг ослабляет ось соединения.

Дополнительным резервом повышения прочности соединения является увеличение предварительной затяжки. Напряжение затяжки у танка Т-80 со­ставляет всего 0,1–0,2 от напряжения текучести материала при рекомендуемых значениях 0,5–0,6 [4, 9]. Причина заключается в большой осевой жесткости оси, при этом возникают значительные моменты затяжки, появляются задиры по бурту или резьбе. Повышение осевой податливости оси и резьбы позволяет увеличить уровень напряжений предварительной затяжки, что увеличивает уста­лостную прочность соединения.

Следует отметить, что все рассматриваемые меро­приятия по повышению ударной стойкости узла в основном совпадают с рекомендациями, направлен­ными на повышение циклической стойкости узла в эксплуатационных условиях.

В опытный узел танка Т-80 были внедрены следую­щие усовершенствования (см. рис. 2):

1) внутренний диаметр оси увеличен с 70 до 85 мм; 2) технологические шлицы перенесены на участок с резьбой;

3) шаг резьбы увеличен с 3 до 5 мм; метрическая резьба М110Х3 заменена усиленной Уп110X5X45°. Проверка усовершенствований проводилась фугас­ной миной массой ВВ 10 кг. В результате испыта­ний установлено, что опытные узлы крепления всех подвесок, находившихся в зоне взрыва, поврежде­ний не имели (см. рис. 1,6) и были демонтированы после опытов для дефектации. На танк установле­ны новые оси, собрана ходовая часть в полевых условиях.

Вывод

Предлагаемые усовершенствования конструкции узла крепления подвески танка Т-80 повышают его противоминную стойкость и обеспечивают возмож­ность его восстановления в полевых условиях после подрыва на фугасных минах с массой ВВ до 10 кг.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамов Б. А., Зинькович П. А., Потапов И. А. и др. Противоминная стойкость и восстанавливаемость ходовой части танка. – Вопросы оборонной техники, 1981. Сер. XX, вып. 96.
2. Глухов Г. К., Кочегаров П. П. Особенности ремонта по­дорванных на минах танков. – Вестник бронетанковой тех­ники, 1980, № 6.
3. Соболев Е. Г. Восстанавливаемость танков при боевых повреждениях. – Там же, 1981, № 3.
4. Биргер И. А. Расчет разьбовых соединений. – М.: Оборон- гиз, 1959. – 252 с
5. Биргер И. А., Иосилевич Г. Б. Резьбовые соединения. – М.: Машиностроение, 1973. – 256 с.
6. Биргер И. А. и др. Расчет на прочность деталей машин/ Справочник. – М.: Машиностроение, 1979. – 702 с.
7. Якушев А. И. Влияние технологии изготовления и основ­ных параметров резьбы на прочность резьбовых соединений. – М.: Оборонгиз, 1956. – 191 с.
8. Хейвуд Р. Б. Проектирование с учетом усталости. – М.: Машиностроение, 1969.– 504 с.
9. Иосилевич Г. Б., Шарловский Ю. В. Затяжка и стопоре­ние резьбовых соединений. – М.: Машиностроение. 1971. – 183 с.