Патент на изобретение №2279986

(54) КОЛЕСО ПОВЫШЕННОЙ ЭЛАСТИЧНОСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Колесо включает гибкий обод, соединенный со ступицей радиально ориентированными отрезками цепей. Обод выполнен с закрученными внутрь отбортовками по краям сечения и снабжен покрышкой с отбортовками, противоположно закрученными и взаимодействующими с указанными отбортовками обода. Внутри покрышки размещено передаточное звено из высокоэластичного материала. Обод выполнен из упруго деформируемого полимерного материала, а покрышка – из резины. С внутренней стороны обода, по его центру, предусмотрен кольцевой выступ, через отверстия в котором пропущены элементы крепления цепей, каждая пара которых соединена с концами ступицы, образуя с ней треугольные структуры. Цепи закреплены на ступице с возможностью их натяжения посредством, например, общего для двух цепей резьбового талрепа. В результате достигается плавность и бесшумность работы, повышенные скорости, снижение удельного давления на почву. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к колесам повышенной эластичности, работающим на почвогрунтах.

Известно колесо транспортного средства, содержащее ступицу, секционный обод с опорными элементами, связанными со ступицей механизмом их радиального перемещения, при этом последний выполнен в виде единой пневмокамеры (SU 1062023 А, МПК³ В 60 В 19/00, 1983).

Технический недостаток колеса: сложность конструкции, в частности наличие большого числа шарнирно-рычажных образований, а также наличие силового пневмопривода, что снижает надежность конструкции.

Известно колесо транспортного средства, содержащее обод из отдельных связанных со ступицей посредством гибких связей звеньев с механизмом натяжения на конце, причем одни из звеньев выполнены из упругих, а другие – из жестких материалов (RU 2104880 С1, МПК⁶ В 60 В 9/00, В 60 В 19/00, 1998).

Технический недостаток колеса: ограниченные функциональные возможности – повышение упругости обода в радиальном и окружном направлениях, что, однако, приводит к увеличению сложности конструкции и, как следствие, недостаточной ее надежности.

Известно также колесо повышенной эластичности, содержащее гибкий обод, соединенный со ступицей радиально ориентированными отрезками цепей (SU 1133121 А, МПК⁴ В 60 В 9/26, 1985).

Технический недостаток данного колеса: ограниченная скорость движения, повышенная динамичность и наличие шумовых эффектов из-за наличия металлического обода, который в процессе эксплуатации может получить коробление и искажение геометрической формы; существует проблема преодоления колесом твердых предметов – камней и т.п.

Техническая задача: плавность и бесшумность работы, возможность «перешагивания» через твердые предметы определенных размеров, снижение удельного давления на почву.

Согласно изобретению в колесе повышенной эластичности, содержащем гибкий обод, соединенный со ступицей радиально ориентированными отрезками цепей, обод выполнен с закрученными внутрь отбортовками по краям сечения и снабжен покрышкой с отбортовками, противоположно закрученными и взаимодействующими с указанными отбортовками обода, внутри покрышки размещено передаточное звено из высокоэластичного материала, например из мягкой резины, при этом обод выполнен из упруго деформируемого полимерного материала, а покрышка – из резины с зацепами снаружи, с внутренней стороны обода, по его центру, предусмотрен кольцевой выступ, через отверстия в котором пропущены элементы крепления цепей, каждая пара которых соединена с концами ступицы, образуя с ней треугольные структуры, при этом цепи закреплены на ступице с возможностью их натяжения посредством, например, общего для двух цепей резьбового талрепа, а стыки колеса изолированы вязкоупругой композицией.

Наряду с этим передаточное звено выполнено преимущественно круглого сечения (в свободном состоянии): зацепы на покрышке расположены параллельно оси колеса; вязкоупругая композиция выполнена на кремний-органической основе.

На фиг.1 изображено колесо повышенной эластичности в рабочем состоянии, вид сбоку; на фиг.2 – разрез А-А на фиг.1 (колесо в свободном состоянии); на фиг.3 – выноска I из фиг.2; на фиг.4 – разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 – выноска II из фиг.2; на фиг.6 – вид В на фиг.5; на фиг.7 – разрез Г-Г на фиг.5.

Колесо повышенной эластичности (фиг.1) содержит гибкий обод 1, соединенный со ступицей 2 радиально ориентированными отрезками цепей 3. Гибкий обод 1 выполнен составным и содержит собственно обод 4 (фиг.2 и 3) с закрученными внутрь отбортовками 5 и 6 по краям сечения и снабжен покрышкой 7 с отбортовками 8 и 9, противоположно закрученными и взаимодействующими с указанными отбортовками 5 и 6 обода. Внутри обода 4 и покрышки 7 размещено передаточное звено 10 из высокоэластичного материала, например из мягкой резины. Передаточное звено 10 выполнено преимущественно круглого сечения (в свободном состоянии). Обод 4 выполнен из упруго деформируемого полимерного материала, а покрышка 7 – из резины с зацепами 11 снаружи (фиг.3, 4). Зацепы на покрышке расположены параллельно оси колеса. С внутренней стороны обода 4, по его центру, предусмотрен кольцевой выступ 12 (фиг.4). Через отверстия в этом выступе пропущены элементы 13 крепления цепей к ободу. Эти элементы представляют винт 14 с потайной головкой, который пропускают через выступ 12 обода. На винт наворачивается специальная петля – гайка 15, к которой и присоединяются пара цепей 3. Противоположные концы каждой пары цепей соединены с концами ступицы 2, образуя с ней треугольные структуры.

Цепи закреплены на ступице с возможностью натяжения. Для этого на боковых щеках 16 ступицы имеются отверстия, сквозь которые пропущены оси 17 с захватами для цепей (фиг.5-7). Оси заканчиваются правой и левой резьбой, которая направлена внутрь ступицы. С указанными резьбовыми концами взаимодействует специальная гайка 18 также с правой и левой резьбой. Гайка 18 в совокупности с резьбовыми осями 17 образует резьбовой талреп. На концах осей 17, «смотрящих» наружу, выполнены пазы 19. Щеки 16 ступицы загнуты внутрь, на этих загибах 20 закреплены бобышки 21 с внутренней резьбой, в которую ввернуты специальные винты 22 с удлиненным цилиндрическим концом 23, последние введены в пазы 19 осей 17. Благодаря этому при вращении специальной гайки 18 талрепа оси не проворачиваются, а совершают некоторое поступательное движение, натягивая цепи.

Колесо повышенной эластичности работает следующим образом.

При сборочно-регулировочных операциях через отверстия в выступе 12 обода 4 пропускают винты 14, на которые с внутренней стороны обода наворачивают специальные петли – гайки 15, которые образуют элементы 13 крепления пары цепей 3 к ободу. После этого собирают обод – закладывают в покрышку 7 высокоэластичное передаточное звено 10 и, несколько деформируя его, вводят отбортовки 8 и 9 покрышки в отбортовки 5 и 6 обода 4, что и обеспечивает надежную фиксацию покрышки на ободе, при этом передаточное звено 10 создает некоторый распор в этом узле. Пару цепей 3 соединяют с петлей – гайкой 15, противоположные концы цепей закрепляют на ступице 2, образуя вместе с ней треугольные структуры. Несколько вывернув специальные винты 22, освобождают упор их цилиндрических концов 23 в пазы 19 на осях 17. Вращая специальную гайку 18, несколько втягивают в талреп резьбовые концы осей 17, и после этого цепи соединяют с захватами на осях 17. Вращая специальную гайку 18 в противоположную сторону, выдвигают оси 17, обеспечивая натяжение цепей. После ориентации каждой пары цепей относительно ступицы винты 22 доворачиваются до упора их цилиндрических концов 23 в пазы 19 осей, фиксируя талреп с цепями относительно ступицы 2 колеса. В процессе сборки и после завершения сборки колеса стыки и щели изолируют вязкоупругой композицией, которая приготовлена на кремний-органической основе.

В процессе эксплуатации колеса в составе транспортно-технологического средства (на почвогрунтах) колесо деформируется тем больше, чем выше действующая на него нагрузка. Это достигается за счет того, что обод 4 является упруго деформируемым, а цепи 3 не препятствуют деформациям. Высокой эластичностью обладают покрышка 7 и передаточное звено 10. Деформация происходит по радиусу колеса (фиг.1) и за счет «раздавливания» покрышки со звеном 10 в поперечном направлении (в месте контакта с почвой); некоторую деформацию в поперечном направлении испытывает и обод 4. Поскольку обод выполнен из полимерного деформируемого материала, а покрышка и передаточное звено из резины, то достигается плавность и бесшумность работы, возможность повышения рабочих скоростей движения. Колесо приспособлено для «перешагивания» через твердые предметы определенных размеров – они вдавливаются в покрышку, легко деформируя передаточное звено. Особым достоинством колеса повышенной эластичности является кардинальное снижение удельного давления на почву, вследствие чего почва не испытывает недопустимых деформаций и не образуется колея с высокой плотностью почвы под ней. При работе колеса нижние две пары цепей ослабляются, а верхние – догружаются, при этом колесо несколько деформируется в верхней части. Это нормальное явление, поскольку предлагаемое колесо является гибридным – в нем заложены функциональные возможности и колеса, и гусеничного движителя. Именно поэтому зацепы 11 на покрышке расположены параллельно оси колеса, как у гусеницы трактора. Расположение каждой пары цепей 3 под углом друг к другу (треугольная структура) способствует устойчивости всего колеса в поперечном направлении.

Формула изобретения

1. Колесо повышенной эластичности, содержащее гибкий обод, соединенный со ступицей радиально ориентированными отрезками цепей, отличающееся тем, что обод выполнен с закрученными внутрь отбортовками по краям сечения и снабжен покрышкой с отбортовками, противоположно закрученными и взаимодействующими с указанными отбортовками обода, внутри покрышки размещено передаточное звено из высокоэластичного материала, например из мягкой резины, при этом обод выполнен из упругодеформируемого полимерного материала, а покрышка – из резины с зацепами снаружи, с внутренней стороны обода, по его центру предусмотрен кольцевой выступ, через отверстия в котором пропущены элементы крепления цепей, каждая пара которых соединена с концами ступицы, образуя с ней треугольные структуры, при этом цепи закреплены на ступице с возможностью их натяжения посредством, например, общего для двух цепей резьбового талрепа, а стыки колеса изолированы вязкоупругой композицией.

2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что передаточное звено выполнено преимущественно круглого сечения (в свободном состоянии).

3. Колесо по п.1, отличающееся тем, что зацепы на покрышке расположены параллельно оси колеса.

4. Колесо по п.1, отличающееся тем, что вязкоупругая композиция выполнена на кремнийорганической основе.

РИСУНКИ