Дядченко М.Г., Котиев Г.О., Сарач Е.Б. - Конструкция и расчет подвесок БГМ

Московский государственный технический университетимени Н.Э. БауманаМ.Г. Дядченко, Г.О. Котиев, Е.Б. СарачКОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТПОДВЕСОК БЫСТРОХОДНЫХГУСЕНИЧНЫХ МАШИНЧасть 1Рекомендовано редсоветом МГТУ им. Н.Э. Бауманав качестве учебного пособия по курсу «Методы расчетаи проектирования ходовых систем гусеничных машин»МоскваИздательство МГТУ им. Н.Э. Баумана20071УДК 629.11.012.816(075.8)ББК 39.33Д 994Рецензенты: Р.К.

Вафин, И.А. ПлиевД 994Дядченко М.Г., Котиев Г.О., Сарач Е.Б.Конструкция и расчет подвесок быстроходных гусеничных машин: Учеб. пособие. — Ч. 1. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007 — 40 с.: ил.ISBN 978-5-7038-3093-2В пособии рассмотрены вопросы конструирования торсионных подвесок быстроходных гусеничных машин. В первой главе дан обзор конструкций подвесоксовременных быстроходных гусеничных машин с подробным анализом элементов конструкции. Вторая и третья главы посвящены проектировочному расчетуторсионной подвески. В них представлен порядок получения упругой и демпфирующей характеристик подвески, предложен метод уточнения характеристикидемпфера с использованием программного комплекса «Trak», дан расчет напрочность элементов конструкции подвески.Для студентов специальности «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы».УДК 629.11.012.816(075.8)ББК 39.33ISBN 978-5-7038-3093-22© МГТУ им.

Н.Э. Баумана, 2007ВВЕДЕНИЕТрассы быстроходных гусеничных машин (БГМ), как правило, проходят по грунтовымдорогам и бездорожью. Из-за встречающихся на пути неровностей машина испытываеттолчки и удары. Это увеличивает сопротивление движению, затрудняет управление машиной, препятствует эффективному ведению огня, может привести к поломке деталей машиныи, наконец, угрожает безопасности членов экипажа. Для обеспечения плавного передвижения БГМ по местности служит система подрессоривания (подвеска).Подвеска входит в состав ходовой части, соединяет подрессоренный корпус с опорнымикатками и, как правило, состоит из упругих, демпфирующих и направляющих конструктивных элементов.Как известно, упругие элементы, запасая энергию ударов и толчков со стороны опорной поверхности, «растягивают» во времени процесс взаимодействия машины с неровностями, смягчая воздействия на корпус.

Несмотря на это одна или несколько встречающихсяподряд неровностей могут вызвать сильное раскачивание корпуса машины, что вследствиеограниченной энергоемкости упругих элементов может привести к возникновению жестких ударов — пробою подвески. Для гашения колебаний корпуса (т. е. для рассеиванияэнергии колебаний) необходимы демпфирующие элементы. Направляющие элементы связывают опорные катки, непосредственно воспринимающие удары и толчки неровностей, супругими и демпфирующими элементами, установленными в корпусе БГМ, а также ограничивают движение катков относительно корпуса.Обзор конструкций подвесок БГМ позволяет выявить большое разнообразие как использованных кинематических схем (направляющий аппарат), так и типов упругих и демпфирующих элементов.

Однако в настоящее время на БГМ в основном применяются независимые подвески с металлическими (торсионы, редко — пружины) или пневматическимиупругими элементами и гидравлическими демпфирующими элементами (фрикционныедемпферы не находят широкого применения). Большое разнообразие конструктивных особенностей конкретных БГМ связано с компоновочными и технологическими требованиями,а также с длительным жизненным циклом образцов бронетанковой техники.Вследствие того, что анализ существующих конструкций является неотъемлемой частьюпроцесса проектирования подвески БГМ, обзору наиболее распространенных конструктивных решений посвящена первая глава данного пособия.

Вторая и третья главы посвященыпроектировочному расчету торсионной подвески. В них приведен порядок получения упругой и демпфирующей характеристик подвески, предложен метод уточнения характеристикидемпфера с использованием программного комплекса «Trak», дан расчет на прочность элементов конструкции подвески.31. КОНСТРУКЦИИ ПОДВЕСОК БЫСТРОХОДНЫХ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН1.1. Опорные каткиНа большинстве современных отечественных БГМ применяются опорные катки с наружными резиновыми шинами (бандажами) — рис. 1.1. Исключение составляют катки танкаТ-64 (рис. 1.2), оснащенные внутренней амортизацией. Резиновый массив в катках с внутренней амортизацией работает в более тяжелых условиях, что приводит к меньшей долговечности катков.Катки машин легкой категории, имеющие одинарные шины, выполняются стальныминеразборными (рис.

1.3). Они состоят из обода с привулканизированной шиной, ступицы ивваренных между ними дисков. Такая конструкция обеспечивает малую массу катка и егогерметичность, что важно для плавающих машин. Отверстия, которые предусмотрены в дисках для сообщения внутренней полости с атмосферой при сварке, после сборки закрываютсяспециальными заглушками.На машинах средней и тяжелой категорий сейчас используются разборные катки сосдвоенными шинами (рис.

1.4, 1.5). Диски катков изготовляются из легких сплавов. Каткиосновных танков имеют стальные ступицы, а у машин средней категории подшипники могутустанавливаться непосредственно в расточки дисков (рис. 1.6). На машинах более раннихвыпусков (Т-55, Т-62) применялись неразборные стальные катки. Для них не требовалосьиспользовать дополнительные стальные ступицы и реборды, однако они были значительнотяжелее современных легкосплавных. В связи с этим катки такой конструкции целесообразно использовать на низкоскоростных гусеничных машинах, когда большая неподрессореннаямасса не оказывает существенного влияния на плавность хода.Здесь хотелось бы отметить, что при демонтаже двухрядных катков большинства БГМиз-за конструктивных особенностей приходится разбирать подшипниковый узел опорногокатка.

Это приводит к тому, что чаще всего при выходе из строя, например, шины катка, каток бракуется целиком вместе с подшипниковым узлом. Этот недостаток был устранен вконструкции катков Т-80 и БМП-3, у которых диски катков можно демонтировать отдельноот ступицы (рис. 1.5 и 1.7). Но такая конструкция имеет дополнительные особенности, которые будут рассмотрены ниже.Диски опорных катков БГМ скрепляются между собой или со ступицей болтами и гайками. Болты фиксируются от проворота упором граней головки в соответствующие выступыдиска катка или ступицы. Гайки стопорятся от самоотворачивания при помощи шплинтовили применением специальных гаек с увеличенным трением в резьбе.Для уменьшения износа дисков катка и предупреждения повреждения резиновой шиныгребнями траков катки оснащаются ребордами.

Стальные катки с однорядной шиной имеютвыступы обода, выполняющие функцию реборд, которые подвергаются термоупрочнению.Диски катков из алюминиевого сплава оснащаются ребордами из износостойкой стали. В этомслучае реборды запрессовываются в диск или крепятся пружинными замковыми кольцами.Ступицы катков служат для установки наружных колец подшипников и центрирования дисков. Так как применять посадку с натягом между ступицей и дисками нежелательно для сборкии демонтажа катка в полевых условиях, то посадку используют только для позиционирования4дисков относительно ступицы, а фиксация осуществляется путем обжатия центрального пояскаступицы дисками при затяжке болтов катка (см.

рис. 1.4). В случае крепления дисков к ступицеболтами (см. рис. 1.5) центрирование происходит по внутреннему диаметру дисков, а фиксацияи передача силовых воздействий осуществляется непосредственно через болтовое соединение. Вэтом случае сферические поверхности гаек 6 используются для разгрузки болтового соединения,так как позиционировать с помощью них диск относительно ступицы (как это происходит в колесной технике) не удается из-за разной твердости материалов гайки и диска.

Если в конструкции отсутствует ступица как отдельная деталь, имеется специальное центрирующее кольцо 4(см. рис. 1.6), обеспечивающее соосность дисков катка.Каток устанавливается на оси на подшипниках качения. Малогабаритные катки с внутренней амортизацией размещаются на нестандартных сдвоенных конических роликовых подшипниках 1 (см. рис. 1.2), имеющих малый радиальный размер при высокой грузоподъемности. Вкатках с наружным обрезиниванием используются стандартные шариковые и роликовые подшипники (см.

рис. 1.6). Шариковые радиальные подшипники воспринимают радиальные иосевые нагрузки, возникающие при поворотах и движении по уклонам. Роликовые радиальныеподшипники воспринимают большую часть радиальных нагрузок. В катках легких машин могут использоваться два шариковых подшипника (см.

рис. 1.1), а в катках машин средней и тяжелой категорий — шариковый и роликовый подшипники, имеющие близкий наружный диаметр. Конструкция катка должна предусматривать возможность установки двух роликовыхподшипников вместо одного в усиленных катках передних подвесок (см. рис. 1.4). Наружныекольца подшипников устанавливаются в ступицу по посадке с натягом, фиксируются крышками, притягиваемыми 6–8 болтами с резьбой М8–М10. Внутренние кольца подшипников примонтаже катка устанавливаются на оси балансира по посадке с зазором (для облегчения сборки и более равномерного износа подшипников в процессе эксплуатации) распираются втулкойи фиксируются на оси гайкой или резьбовой пробкой, вворачиваемой в отверстие оси.

От отворачивания гайка стопорится шплинтом или отгибной шайбой.Смазывание подшипников катка может осуществляться консистентной или жидкойсмазкой. В случае использования консистентной смазки предусматриваются два канала (см.рис. 1.4) для запрессовки смазки в полость катка, которые закрываются болтами, крепящимикрышку ступицы. При использовании жидкой смазки в центре крышки предусматриваетсяконтрольно-заливочное отверстие с пробкой 19 (см. рис. 1.3).Уплотнительные устройства катка могут включать самоподжимные манжеты и лабиринтные уплотнения.