Результат интеллектуальной деятельности: Резинометаллический шарнир для гусениц транспортных средств

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может применяться при изготовлении или ремонте гусениц ходовой части.

Известны шарниры гусеничных транспортных средств, содержащие многопроушинные траки, соединяющие их пальцы и уплотнения в виде поджатых в осевом направлении эластичных колец до заклинивания между пальцем и внутренней поверхностью проушины, которые обеспечивают достаточно надежное уплотнение подшипниковых опор скольжения за счет отсутствия вращения резиновых колец (SU №1123926, кл. B62D 55/20, 1983 г.). Недостатком такого шарнира является сложность изготовления и сборки и практическая невозможность обеспечения ремонта шарнира.

Наиболее близким по технической сущности является резинометаллический шарнир для гусениц транспортных средств, содержащий палец с резиновыми кольцами с наружным диаметром, большим диаметра проушин звеньев гусениц, с установленными между ними ограничителем радиальной деформации в виде смазываемого участка пальца с диаметром, равным диаметру проушин звеньев. Недостатком такого шарнира является необходимость постоянного обеспечения смазки подшипниковой опоры с выполнением сложной конструкции пальца и периодического технического обслуживания шарниров при эксплуатации (RU №2397907, кл. B62D 55/205, 2006 г.).

Целью предлагаемого изобретения является увеличение срока службы шарнира и упрощение его конструкции.

Заявленная цель достигается тем, что смазываемый участок пальца выполнен из эпоксидного антифрикционного углепластика с содержанием в связующем дисульфида молибдена от 20 до 50% по массе, а резиновые кольца смежных проушин звеньев соединены между собой цилиндрической эластичной оболочкой.

Повышение срока службы шарнира за счет применения металлополимерного скольжения с низким коэффициентом трения и высокой прочностью углепластика достигается в сочетании с обеспечением полной защиты шарнира от попадания абразива резиновым уплотнением, для которого за счет низкого трения в шарнире, соответственно отсутствия разогрева, создаются условия длительной работы. Отсутствие каналов для подвода смазки упрощает конструкцию шарнира и эксплуатацию.

Отличительными признаками шарнира являются:

- выполнение пальца со смазываемым участком из эпоксидного углепластика с содержанием в связующем дисульфида молибдена от 20 до 50% по массе;

- резиновые кольца в проушинах смежных звеньев соединены между собой эластичной оболочкой;

- резиновые кольца в проушинах смежных звеньев соединены между собой тонкостенной разрезной втулкой, крайние участки которой заформованы в резиновые кольца.

Все признаки в совокупности позволяют увеличить срок службы шарнира и упростить его конструкцию, легко осуществить замену пальцев шарнира.

Указанные признаки конструктивно и технологически взаимосвязаны и являются существенными, так как каждый из них и в отдельности, и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие предложенного технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи и характеризует предложенное техническое решение с существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами.

Данное техническое решение является результатом НИОКР по созданию секционной резиноармированной гусеницы для гусеничного транспортера типа МТЛБ с прочностью на разрыв не менее 20 тс и ресурсом по пробегу не менее 15 тыс. км. Решение неочевидно, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано соединение звеньев гусеничной транспортной машины посредством пальца с привулканизованными в занижениях пальца резиновыми кольцами и углепластиковой опорной частью, на фиг. 2 показана конструкция пальца в свободном состоянии перед сборкой, на фиг. 3 - исполнение резиновых колец со связью между кольцами разрезной втулкой, на фиг. 4 показана зависимость прочности при сжатии и коэффициента трения по стали эпоксидного углепластика с дисульфидом молибдена от процентного содержания в связующем дисульфида молибдена.

Шарнир состоит из пальца 1, опорные части 2 которого выполнены из эпоксидного углепластика с содержанием в связующем дисульфида молибдена, а во впадинах пальцев 3 привулканизованы резиновые кольца 4, соединенные между собой цилиндрической эластичной оболочкой 5. Звенья 6 и 7 соединены между собой пальцем 1 с резиновыми кольцами с исключением попадания абразива внутрь шарнира за счет натяга резиновых колец в проушинах звеньев, причем резиновые кольца полностью разгружены от радиальных нагрузок и работают только на сдвиг при взаимном повороте звеньев. Смазка шарнира обеспечивается антифрикционными свойствами применяемого эпоксидного углепластика, коэффициент трения по стальной поверхности проушин звеньев гусениц не превышает 0,06-0,07 при полном отсутствии радиальной деформации при удельных давлениях в опорной части кольца до 100,0 МПа.

Зависимость прочности при сжатии σ_cж и коэффициента трения μ по стали эпоксидного углепластика с дисульфидом молибдена от процентного содержания в связующем дисульфида молибдена показывает на наличие оптимального содержания дисульфида молибдена от 20 до 50% по массе при обеспечении прочности при сжатии углепластика более 200 МПа, дальнейшее увеличение содержания дисульфида молибдена более 50% по массе приводит к значительному снижению прочности углепластика при сохранении полученного низкого коэффициента трения. Приемлемой прочностью при сжатии для шарниров является больше 100-150 МПа.

Шарнир работает следующим образом. При запрессовке пальца 1 в проушины звеньев происходит значительная деформация резиновых колец 4, что обеспечивает их надежный без проворота при работе контакт с поверхностью проушины звеньев 6 и 7, вследствие чего исключается попадание абразива внутрь шарнира и отсутствует трение резины о металл. Запрессовку в проушины пальца с резиновыми кольцами осуществляют в предварительно смазанные и совмещенные проушины смежных звеньев. Высокая износостойкость пары трения углепластик-сталь при надежном уплотнении обеспечивает более высокий, в 2-3 раза, ресурс шарнира по сравнению с существующими аналогами.

Предложенное новое техническое решение позволяет создать более эффективные шарниры по сравнению с известным уровнем техники, воспроизводимо промышленным способом, соответствует также критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.