Диссертация (Повышение плавности хода транспортных и транспортно-технологических машин внутренним подрессориванием колес), страница 5

Спицы пар размещены на противоположных сторонах колеса, образуя два противоположно наклоненных и расположенных с зазором круговых ряда спиц. Концы пар спиц, закрепленные наободе 2, расположены аксиально. Спицы пар при удалении от обода 2 непрерывнорасходятся друг от друга, и их вторые концы жестко связаны с диаметрально противоположными сторонами ступицы 1. Внутреннее пространство между ободом31колеса и ступицей заполнено пористым материалом. Съемный протектор 5 установлен с натягом на ободе 2 и приклеен.

Приведенные конструкции колес имеютвысокую трудоемкость изготовления и низкую надежность.Рисунок 1.17 – Колесо транспортного средства [82] (Шмаков Ю. М.)1 – ступица; 2 – гибкий обод; 3,4 – упругие спицы; 5 – съемный протекторНа рисунке 1.18 представлена схема колеса транспортного средства по патенту [80], авторы которого Енаев А. А., Мазур В. В.

и Яценко Н. Н.Колесо транспортного средства содержит раздельно выполненные внутренний диск 1 и гибкий обод 2, соединенные между собой упругими элементами 3.Каждый из трех упругих элементов 3 имеет постоянные радиус скругления итолщину, переменную ширину и закреплен более широким концом на внутреннемдиске 1 двумя болтами, а другим концом диаметрально противоположно закреплен двумя болтами на гибком ободе 2, который состоит из трех упругих элементов переменной толщины, уменьшающейся от середины упругого элемента к точ-32кам его крепления. Такая конструкция колеса имеет значительную неравномерность коэффициента нормальной жесткости по своим сечениям.Рисунок 1.18 – Колесо транспортного средства(Енаев А. А., Мазур В. В., Яценко Н.

Н.):1 – внутренний диск; 2 – гибкий обод; 3 – упругий элементНа рисунке 1.19 показана конструкция колеса транспортного средства, защищенная патентом [77] , автора Шмакова Ю. М.Колесо содержит ступицу 1, гибкий обод 2, состоящий из листовых дуг сконцами, загнутыми к центру колеса. Листовые гнутые сдвоенные спицы 3 и 4 закреплены попарно основаниями 5 на ступице 1, а примыкающие к ступице выполнены с максимальными радиусами кривизны. Недостатком данной конструкции колес являются низкие теплоотводящие свойства и повышенный нагрев прикачении колеса.33Рисунок 1.19 – Колесо транспортного средства [77] (Шмаков Ю.

М.):1 – ступица; 2 – гибкий обод; 3, 4 – спица; 5 – основаниеЦилиндрическое колесо по патенту [85] авторов Потапова В. Т. и Потаповой Г. Ф. изображено на рисунке 1.20.Колесо состоит из соединенных между собой пространственно разнесенных, концентрически расположенных внешнего цилиндрического кольца 1 и центральной цилиндрической части колеса 2, которые соединены между собой с помощью трех соединенных между собой цилиндрических колец 3, расположенныхв полости между внешним цилиндрическим кольцом 1 и центральной цилиндрической частью колеса 2.

Полости между кольцами 3, внешним цилиндрическимкольцом 1 и центральной цилиндрической частью колеса 2 заполнены наполнителем. К недостаткам данной конструкции можно отнести сложность ремонта и обслуживания, а также неравномерность коэффициента нормальной жесткости.34Рисунок 1.20 – Колесо цилиндрическое (Потапов В. Т., Потапова Г. Ф.):1 – внешнее кольцо; 2 – центральная часть колеса; 3 – кольцоПроблема бесшумности и плавности хода также затронула железнодорожный, напольный и неназемный транспорт.

В связи с этим в авторском свидетельстве [1], автором которого является конструктор Беляков И. Д., была описана конструкция эластичного колеса для железнодорожных повозок с пневматическойкамерой (рисунок 1.21).Колесо состоит из обода 1, снабженного пневматической шиной 2. На поверхности покрышки этой шины имеются рельефные выступы 3. На шину надевается твердый бандаж 4 с ребордой 5. На внутренней поверхности бандажа 4 имеются углубления 6, по форме своей соответствующие форме выступов 3 на покрышке пневматической шины. При надевании обода на шину эти выступы 3 входят в углубления шины, и после наполнения последней воздухом обод прочнодержится на этой шине. При пользовании такими колесами резиновые шины 235амортизируют толчки и удары на стыках рельсов, сообщая бесшумный ход повозке.Рисунок 1.16 – Эластичное колесо для железнодорожных повозокс пневматической камерой (Беляков И.

Д.)1 – обод; 2 – пневматическая камера; 3 – рельефные выступы;4 – твердый бандаж; 5 – ребордаОписанное устройство колес дает возможность автомобилю передвигаться,как по земляному грунту, так и по рельсам, что является весьма экономичным притранспортировке грузов. К недостаткам данной конструкции можно отнести неизбежный эксплуатационный износ протектора шины при движении транспортного средства по автомобильным дорогам, что скажется на надежности креплениябандажа на пневматической шине.Следует отметить, что железнодорожные колеса и в наши дни оснащаютсядополнительными упругими элементами, как правило, из резины. В патенте [76]описана конструкция колеса для железнодорожного транспортного средства (рисунок 1.22), автор изобретения Эмилссон Фред Серен (Ehmilsson Fred Seren).36Рисунок 1.22 – Колесо для железнодорожного транспортного средства(Эмилссон Фред Серен):1 – колесный центр; 2 – обод с ребордой;3 – упругий элемент; 4 – прижимное кольцоКолесо содержит колесный центр 1, обод с ребордой 2, размещенный междуними V – образный в поперечном сечении кольцевой упругий элемент 3, прижимное кольцо 4, взаимодействующее с одной из ветвей кольцевого упругого элемента 3, связанного с колесным центром 1 винтами.

Поверхность колесного центра 1,контактирующая с основанием упругого элемента 3, выполнена скошенной. Колеса рельсовых транспортных средств такой конструкции имеют низкую несущуюспособность, так как под действием высокой нагрузки наблюдается «ползучесть»упругого элемента между составными частями колеса.Колесо (Caster), зарегистрированное в Японии под патентом [132], авторыкоторого Ишикава Томохито (Ishikawa Tomohito), Маки Кенджи (Maki Kenji) иИмамура Тадаши (Imamura Tadashi), показано на рисунке 1.23.37Рисунок 1.23 – Колесо (Caster)(ИшикаваИшикава Томохито, Маки Кенджи, Имамура Тадаши)1 – диск;диск 2 – обод; 3 – упругий элемент; 4 – подшипникКолесо состоит из диска 1 и обода 2, соединенных между собой упругимэлементом 3.

Упругий элемент выполнен из полимерного материала и имеет торцевую перфорациюперфорацию. Внутрь диска 1 установлен подшипник 4. К недостаткам таких колес можно отнести отсутствие пневматической шинышины, а также невозможность использованияия в качестве ведущего колеса.Идея использования упругих элементов в конструкции колесного движителя также используется при проектировании космических аппаратов.аппаратов В 2011 годугруппой инженеров под руководством профессора Сигео Хиросе (Shigeo Hirose)из Токийского технического института в рамках совместного проекта с Японскимагентством аэрокосмических исследований разработан роботробот-вездеход Трай-СтарIV (Tri-Star IV), на который установили колеса с металлическими упругими спицами (рисунок 1.24). Данная конструкция колеса позволяет роботу перемещатьсяпо горизонтальным и наклонным поверхностям с различного рода неровностями.38Рисунок 1.24 – Колесный движитель робота-вездехода Tri-Star IVНа рисунке 1.25 изображено колесо транспортного средства повышеннойпроходимости по патенту [78] автора Козлова О.

Е.Колесо предназначено для обеспечения эффективного передвижения мобильных роботов и планетоходов по сложному рельефу местности и слабонесущим грунтам. Плоские дугообразные упругие спицы 1 и 2 расположены междугибким ободом 3 и ступицей 4 в виде параллельных рядов четного числа.

Навнешней поверхности обода 3 колеса находятся грунтозацепы 5. Изогнутые плоскости колеса, ряды спиц 1 и 2 закреплены на ободе 3 жестко со смещением относительно друг друга и грунтозацепов 5 в шахматном порядке Места крепленияспиц 1 и 2 к ободу 3 и ступице 4 расположены на одном радиусе. К недостаткамданной конструкции следует отнести ее применимость лишь на тихоходныхтранспортных средствах.39Рисунок 1.25 – Колесо транспортного средстваповышенной проходимости (Козлов О. Е.):1, 2 – упругие спицы; 3 – обод; 4 – ступица; 5 – грунтозацепПриведенные выше конструкции упругих колес транспортных средствимеют своей целью повышение эксплуатационных свойств транспортных средств,в том числе плавности хода.

Наряду с оказываемым полезным эффектом данныеконструкции имеют ряд недостатков, как конструктивных, так и эксплуатационных.Требования к упругим и демпфирующим свойствам современного колесного движителя, а также высокие сглаживающие и поглощающие свойства пневматической шины диктуют ее применение в конструкции упругого колеса. Такимобразом, сохраняется необходимость в разработке колесных движителей, повышающих плавности хода транспортных средств.40Конструкция колеса с внутренним подрессориванием транспортного средства повышенной проходимости, защищенная патентом [81], авторы которогоЕнаев А. А. и Мазур В.

В., представлена на рисунке 1.26.Рисунок 1.26 – Колесо с внутренним подрессориваниемтранспортного средства повышенной проходимости(Енаев А. А., Мазур В. В.,):1 – ступица; 2 – обод; 3 – упругий элемент; 4, 5 – ограничительный дискКолесо состоит из раздельно выполненных ступицы 1 и обода 2, которыесоединены между собой упругими элементами 3, изготовленными в виде дуг постоянного радиуса и прямоугольного поперечного сечения из армированного полимерного материала. Для ограничения бокового смещения обода 2 относительноступицы служат ограничительные диски 4, изготовленные из тонкого металла сизносостойким антифрикционным полимерным покрытием.