|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ОПЫТ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИХ ГИДРОАМОРТИЗАТОРОВ ТАНКА Т-64А
Н. Т. Беспечный, Ю.
И. Гнедой, Ю. И. Кистерный, А. Ф. Морской
Вестник бронетанковой техники. 1989. № 7.
Создан телескопический амортизатор подвески танка, обеспечивающий современные требования к плавности хода. Его особенностью является объединение в одной конструкции функций амортизатора и гидроупора.
Увеличение массы танков, которым обычно сопровождается их совершенствование, требует повышения энергоемкости подвески. Это может быть достигнуто путем увеличения усилия рессор, сопротивления амортизаторов на прямом ходу, установки дополнительных упругих упоров и др. В свою очередь, усилие рессор может быть увеличено изменением жесткости, увеличением динамических ходов, но при этом повышение жесткости ухудшает условия работы экипажа, а увеличение ходов сопряжено с увеличением силуэта машины и ростом раскачки корпуса. Упругие упоры с механическими поглощающими элементами при значительных массогабаритных параметрах обеспечивают небольшие усилия, а гидравлические работают при повышенном давлении (50.. .60 МПа), что требует высокого качества их изготовления. Возрастание сопротивления амортизаторов на прямом ходу сопровождается рядом отрицательных явлений: тряской при движении по мелким частым неровностям, тепловой напряженностью и увеличением вероятности повреждения при минном подрыве. Заслуживает внимания перераспределение сопротивления амортизатора по ходу опорного катка. В настоящее время широкое распространение получили гидравлические амортизаторы телескопического типа, которые отличаются от амортизаторов других типов более совершенной конструкцией, простой регулировкой рабочих характеристик и их стабильностью в процессе эксплуатации, высокой энергоемкостью и минимальной материалоемкостью. К недостаткам серийных телескопических амортизаторов следует отнести зависимость усилия только от скорости поршня без учета хода опорного катка. Это потребовало продолжения работ по совершенствованию телескопического амортизатора с целью обеспечения зависимости усилия прямого хода от скорости и хода опорного катка со значительным увеличением усилия в конце динамического хода, снижения нагруженности составных частей ходовой части и машины в целом, увеличения рабочих ходов подвески. За основу был взят серийный амортизатор танка Т-64А, положительно зарекомендовавший себя в эксплуатации, имеющий в сравнении с другими конструкциями наиболее низкую трудоемкость изготовления, технического обслуживания и ремонта. Конструкция разработанного амортизатора защищена авторским свидетельством в 1986 г. Внутри цилиндра 2 (рис. 1), выполненного заодно с корпусом амортизатора, расположен шток 3 с поршнем и размещенным в нем центральным разгрузочным клапаном прямого хода, а также биметаллическим ограничителем температуры нагрева. На некотором расстоянии от дна цилиндра, в боковой стенке его выполнено входное отверстие, сообщающееся с дополнительным разгрузочным клапаном 6, в верхней части цилиндра расположено отверстие для протока жидкости через этот клапан. Шток центрируется относительно цилиндра направляющей втулкой 4. Защита внутренней полости амортизатора от попадания абразива осуществляется пакетом шевронных манжет 5, которые одновременно в качестве уплотнения препятствуют вытеканию рабочей жидкости. Такое решение уплотнения обеспечило улучшенную смазку пары трения, позволило уменьшить габариты и упростить конструкцию втулки. Отсутствуют традиционные уплотнительные кольца, так как технологическое рассеивание кольцевого зазора между поршнем и цилиндром обеспечивает достаточную стабильность скоростных характеристик амортизатора.
Рис. 1. Конструктивная схема опытного телескопического амортизатора (обозначения см. в тексте)
Впускной клапан 1, перекрывающий при прямом ходе отверстие в дне цилиндра, сообщающееся с компенсационной камерой, выполнен в форме свободно перемещающегося диска. Это и позволило обойтись без уплотнений, работающих при высоких давлениях, и снизить массу амортизатора на 1,5 кг (таблица), а трудоемкость изготовления на 9 ч.
Характеристика опытного и серийного амортизаторов
Манжеты изготовлены из теплостойкой резины марки ИРП-1316, работоспособной в диапазоне температур -40...200 °С. Они поджимаются усилием 1±0,1 кН, создаваемым шестнадцатью пружинами, расположенными в направляющей втулке. Пружины из стали 51ХФА после навивки подвергаются термообработке с последующим заневоливанием при температуре 250 °С. При сборке уплотнения обеспечивается тепловой зазор 2-0,5 мм между направляющей втулкой и нажимным кольцом (с учетом теплового расширения манжет). Рабочая поверхность штока из стали 40ХН2МА закаливается токами высокой частоты на твердость более 52 HRC и защищается твердым хромовым покрытием толщиной 100 мкм; шероховатость после окончательной обработки Rа<0,16 мкм. Поршень, изготовленный совместно со штоком, закаливается на твердость не менее 40 HRC с последующим пористым хромированием; шероховатость после обработки Ra<0,63 мкм. Направляющая втулка изготавливается из стали 20Х2Н4А; по месту контакта со штоком цементируется на глубину 0,6...0,9 мм (твердость после термообработки не менее 59 HRC); шероховатость поверхности Rа<1,25 мкм. Цилиндр корпуса амортизатора изготавливается из стали 20Х2Н4А; зеркало цементируется на глубину 0,8...1,5 мм (твердость не менее 57 HRC); шероховатость поверхности Rа<0,63 мкм. Золотники и корпуса клапанов из стали 38ХС закаливаются изотермически на твердость 341...444 НВ. Амортизатор заправляется рабочей жидкостью 7–50С–3 (ОСТ ВЗ-5176–82) на 0,82...0,84 свободного объема, определенного при полностью вдвинутом штоке. Несмотря на установку дополнительного клапана, в конструкции опытного амортизатора число деталей уменьшилось, а технология их изготовления упростилась. Работает амортизатор следующим образом. При прямом ходе, когда шток вдвигается в цилиндр со скоростью до 0,5 м/с, рабочая жидкость из-под поршня перетекает через щель между цилиндром и поршнем. С увеличением скорости поршня достигается давление, на которое отрегулирован клапан 6: рабочая жидкость перетекает в надпоршневое пространство и через этот клапан, а после перекрытия поршнем его входного отверстия – через центральный разгрузочный клапан в штоке 3. В случае
резкого нарастания давления на прямом ходу при расположении поршня выше
входного отверстия клапана 6 перетекание жидкости происходит через щель между
поршнем и цилиндром, центральный и дополнительный клапаны. Суммарная площадь
проходных сечений при этом в два раза больше, чем в серийном амортизаторе, что
должно повысить стойкость опытного амортизатора при ударном характере
прикладываемой нагрузки, например, при минном подрыве1.
Впускной клапан 1 прижимается к дну цилиндра, обеспечивая замкнутый объем под
поршнем.
Рис. 2. Сопротивление прямого (Rп.х) и обратного (Rо.х) ходов опытных (_____) и серийных (_ _ _) амортизаторов в зависимости от скорости штока vшт: 1 – центральный клапан; 2 – дополнительный клапан; 3 – первых подвесок; 4 – вторых и шестых подвесок
Обратный ход сопровождается выдвижением штока с поршнем, рабочая жидкость при этом перетекает через щель, а на передних амортизаторах и через отверстие диаметром 11 мм в верхней части цилиндра. При повышении температуры рабочей жидкости амортизатора до 200°С биметаллическое кольцо ограничителя нагрева сжимается и открывает отверстия в поршне для дополнительного перепуска жидкости на прямом и обратном ходах, что обеспечивает снижение усилия. Характеристики амортизаторов (рис. 2) определялись экспериментально на стенде последовательно для клапана 6 и центрального клапана в поршне 3. Кривые изменения вертикальных усилий на оси катка первой подвески, создаваемых серийным и опытным амортизаторами на прямом ходу при скорости поршня 1 м/с (рис. 3), показывают, что благодаря дополнительному клапану амортизатор приобрел свойства гидроупора.
Рис. 3. Изменение вертикального усилия R по ходу S на оси катка первой подвески, создаваемого на прямом ходу при скорости 1 м/с серийным (1) и опытным (2) амортизаторами
Приемлемость принятой схемы изменения усилия в зависимости от скорости и хода поршня, а также оригинальных конструктивных решений проверялась в стендовых и эксплуатационных условиях. В стендовых условиях определялись скоростные характеристики прямого и обратного ходов, проверялась работоспособность пары трения шток – втулка при отсутствии уплотнений высокого давления и влияние их на функционирование амортизатора в целом, была отработана техника монтажа и действия впускного клапана 1. Опытный амортизатор был подвергнут комплексным испытаниям, включающим снятие характеристик, циклические испытания при температуре рабочей жидкости 80...200 °С в объеме 6-105 циклов. В процессе движения двух танков Т-64А одинаковой массы по ухабистой дороге была оценена плавность хода, силовая и тепловая нагруженность опытных и серийных амоотизаторов и подвесок. Результаты определения плавности хода (рис. 4) полностью совпадают с субъективной оценкой операторов: танк с опытными амортизаторами по мерному участку ухабистой дороги двигался на V передаче при неизменном положении педали управления подачей топлива, а с серийными – на IV передаче при постоянном воздействии водителя на педаль управления подачей топлива с целью ослабления колебаний корпуса при помощи двигателя. При движении со скоростью 25...27 км/ч по кольцевому участку сильно ухабистой дороги протяженностью 1,6 км на танке с серийными амортизаторами отмечено 15 пробоев подвески, а с опытными – только три, которые к тому же воспринимались экипажем несколько легче.
Рис. 4. Зависимость средних ускорений z̈с.в на сиденье водителя и средней угловой скорости φ продольных колебаний корпуса от скорости v движения танка Т-64А по ухабистой дороге со средней высотой неровностей 200 мм: 1 – серийные амортизаторы; 2 – опытные; _____ - z̈с.в'; _ _ _ - φˑ
Силовая нагруженность подвески определялась тензометрированием усилий, действующих на штоки опытных и серийных амортизаторов, а также на оси передних подвесок в одинаковых дорожных условиях. Полученные значения усилий прямого хода наиболее нагруженных передних амортизаторов хорошо согласуются с данными рис. 3: нагруженность амортизаторов вторых и шестых подвесок на 38 и 11 % соответственно ниже, чем первых, а усилия обратного хода амортизаторов практически соответствуют приведенным на рис. 2 (рис. 5). Нагрузка на оси передних подвесок снизилась примерно на 18% при установке опытных амортизаторов за счет уменьшения числа пробоев подвесок и меньшего уровня возмущающих воздействий амортизаторов, что оказало благоприятное влияние на плавность хода танка. Тепловая напряженность опытных и серийных амортизаторов проверялась в процессе непрерывного движения танков Т-64А по одной колее со средней скоростью 26,3 км/ч по песчаной ухабистой кольцевой трассе со средней высотой неровностей 186 мм; скорость танка с опытными амортизаторами ограничивалась мощностью двигателя. Опыт продолжался до стабилизации температуры одного из вариантов амортизаторов; измерялась температура на амортизаторах всех подвесок одного из бортов (рис. 6). В процессе испытаний на тепловую напряженность ускорения на месте сиденья водителя достигали 0,72 и 1,12 g соответственно на танках с опытными и серийными амортизаторами.
Рис. 5. Зависимость усилия Rп.х амортизаторов первой подвески от скорости и движения танка Т-64А по ухабистой дороге со средней высотой неровностей 200 мм: 1, 2 – максимальные и средние значения соответственно; ________ - опытные амортизаторы; _ _ _ - серийные
Рис. 6. Тепловая напряженность амортизаторов на ухабистой дороге: 1 – первых и шестых подвесок; 2 – вторых подвесок; _________ - опытные амортизаторы; _ _ _ - серийные
Долговечность и эффективность опытных амортизаторов в условиях реальной эксплуатации проверялись в объеме гарантийной наработки танка Т-64А. При этом была подтверждена оценка плавности хода, полученная при специальных испытаниях; замечаний по работоспособности опытных амортизаторов и сопряженных с ними деталей подвески не было. После гарантийного пробега опытные амортизаторы подвергались проверке на стенде, разборке для осмотра. Состояние их оценено как удовлетворительное, идентичное серийным амортизаторам, что подтверждает их пригодность к дальнейшей эксплуатации, работоспособность и рациональность конструкций. Внедрение опытных амортизаторов позволит повысить не только плавность хода, но и противоминную стойкость ходовой части танка. Аналогичные результаты получены и в процессе испытаний опытных амортизаторов на многоцелевом транспортере-тягаче МТ-Т. Вывод. Совершенствование телескопических гидроамортизаторов танка Т-64А за счет регулирования усилия прямого хода в зависимости от скорости и перемещения опорного катка повысило плавность хода танка на 25-30 % при одновременном уменьшении вероятности пробоя подвесок.
1 Абрамов Б. А. и др. Повышение ПМС телескопических гидроамортизаторов // Вестник бронетанковой техники. 1980/ № 2.
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|