RU2279986C1

RU2279986C1 - Higher elasticity wheel

Info

Publication number: RU2279986C1
Application number: RU2005102465/11A
Authority: RU
Inventors: Иван Борисович Борисенко (RU); Иван Борисович Борисенко; Виктор Иванович Пындак (RU); Виктор Иванович Пындак; Максим Сергеевич Горюнов (RU); Максим Сергеевич Горюнов; Алексей Викторович Щербин (RU); Алексей Викторович Щербин
Original assignee: ГНУ Нижне-Волжский НИИ сельского хозяйства (НВ НИИСХ)
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2006-07-20

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: proposed wheel contains flexible rim connected with hub by radially orientated cuts of chains. Rim is made with inwards twisted flanged edges at edges of section and it provided with tire with flanged edges twisted in opposite direction and engaging with said flanged edges of rim. Transfer link made of highly elastic material is placed inside tire. Rim is made of flexibly deformable polymeric material, and tire, of rubber. Ring projection is provided from inner side of rim in its center through holes in which chain fasteners are passed. Each pair of chains is connected with ends of hub forming triangular structures. Chains are secured on hub for tensioning by turnbuckle common for two chains.

EFFECT: provision of smooth and noiseless operation, increased speed, reduced specific pressure on ground.

4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к колесам повышенной эластичности, работающим на почвогрунтах.The invention relates to transport machinery, in particular to wheels of high elasticity, working on soil.

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).It is known a vehicle wheel containing a hub, a sectional rim with support elements connected to the hub by a mechanism of their radial movement, the latter being made in the form of a single pneumatic chamber (SU 1062023 A, IPC ³ V 60 V 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.The technical disadvantage of the wheel: the complexity of the design, in particular the presence of a large number of articulated lever formations, as well as the presence of a power pneumatic drive, which reduces the reliability of the design.

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).It is known a vehicle wheel containing a rim of individual links connected to the hub by means of flexible connections of the links with a tension mechanism at the end, some of the links being made of elastic and others made of hard materials (RU 2104880 C1, IPC ⁶ V 60 V 9/00, B 60 B 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.The technical disadvantage of the wheel: limited functionality - increasing the elasticity of the rim in the radial and circumferential directions, which, however, leads to an increase in the complexity of the design and, as a consequence, its insufficient reliability.

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).A wheel of increased elasticity is also known, containing a flexible rim connected to the hub by radially oriented segments of chains (SU 1133121 A, IPC ⁴ V 60 V 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.The technical disadvantage of this wheel: limited speed, increased dynamism and the presence of sound effects due to the presence of a metal rim, which during operation can get warping and distortion of geometric shape; there is the problem of overcoming the wheel with solid objects - stones, etc.

Техническая задача: плавность и бесшумность работы, возможность «перешагивания» через твердые предметы определенных размеров, снижение удельного давления на почву.Technical task: smoothness and quiet operation, the possibility of "stepping" through solid objects of certain sizes, reducing specific pressure on the soil.

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.According to the invention, in a wheel of increased elasticity containing a flexible rim connected to the hub by radially oriented chain segments, the rim is made with inwardly flanged flanges at the section edges and provided with a tire with flanges oppositely curled and interacting with said flanges of the rim, a gear link made of highly elastic is placed inside the tire material, for example from soft rubber, while the rim is made of elastically deformable polymeric material, and the tire is made of rubber with a hook outside, on the inner side of the rim, in its center, an annular protrusion is provided, through the holes in which the fastening elements of the chains are passed, each pair of which is connected to the ends of the hub, forming triangular structures with it, while the chains are fixed on the hub with the possibility of tensioning by , for example, a threaded turnbuckle common to two chains, and the wheel joints are insulated with a viscoelastic composition.

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.Along with this, the transmission link is made mainly of circular cross section (in the free state): the hooks on the tire are parallel to the axis of the wheel; the viscoelastic composition is made on a silicon-organic basis.

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.Figure 1 shows a wheel of increased elasticity in working condition, side view; figure 2 is a section aa in figure 1 (wheel in the free state); figure 3 - callout I from figure 2; figure 4 is a section bB in figure 3; figure 5 - callout II of figure 2; figure 6 - view In figure 5; Fig.7 is a section GG in Fig.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.The increased elasticity wheel (Fig. 1) contains a flexible rim 1 connected to the hub 2 by radially oriented segments of chains 3. The flexible rim 1 is made integral and contains the rim 4 itself (Figs. 2 and 3) with flanges 5 and 6 screwed inward along the section edges and equipped with a tire 7 with flanges 8 and 9, oppositely twisted and interacting with the specified flanges 5 and 6 of the rim. Inside the rim 4 and tire 7 there is a transmission link 10 made of highly elastic material, for example, soft rubber. The transmission link 10 is made mainly of circular cross section (in the free state). The rim 4 is made of elastically deformable polymeric material, and the tire 7 is made of rubber with hooks 11 outside (Figs. 3, 4). The hooks on the tire are parallel to the axis of the wheel. On the inner side of the rim 4, in its center, an annular protrusion 12 is provided (Fig. 4). Through the holes in this protrusion passed elements 13 of the attachment of the chains to the rim. These elements represent a countersunk screw 14, which is passed through the protrusion 12 of the rim. A special loop is screwed onto the screw - nut 15, to which a pair of chains 3 are attached. The opposite ends of each pair of chains are connected to the ends of the hub 2, forming triangular structures with it.

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.Chains are fixed on the hub with the possibility of tension. To do this, on the side cheeks 16 of the hub there are holes through which axles 17 are passed with grippers for chains (Figs. 5-7). The axes end with a right and left thread, which is directed inside the hub. A special nut 18 also interacts with the indicated threaded ends with the right and left threads. The nut 18 in conjunction with the threaded axes 17 forms a threaded turnbuckle. At the ends of the axes 17, "looking" outward, grooves are made 19. The cheeks 16 of the hub are bent inward, bosses 21 with an internal thread are fixed on these bends 20, into which special screws 22 with an elongated cylindrical end 23 are screwed, the latter are inserted into the grooves 19 of the axes 17 Due to this, during rotation of the special nut 18 of the turnbuckle, the axles do not rotate, but perform some translational movement, pulling the chains.

Колесо повышенной эластичности работает следующим образом.Wheel increased elasticity works as follows.

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.During assembly and adjustment operations, screws 14 are passed through the holes in the protrusion 12 of the rim 4, onto which special loops are screwed on the inside of the rim - nuts 15, which form the elements 13 for attaching a pair of chains 3 to the rim. After that, the rim is assembled - a highly elastic transmission link 10 is put into the tire 7 and, slightly deforming it, the flanges 8 and 9 of the tire are introduced into the flanges 5 and 6 of the rim 4, which ensures reliable fixation of the tire on the rim, while the transmission link 10 creates some order in this node. A pair of chains 3 is connected with a loop - nut 15, the opposite ends of the chains are fixed on the hub 2, forming with it triangular structures. Having slightly turned out the special screws 22, release the stop of their cylindrical ends 23 in the grooves 19 on the axes 17. Rotating the special nut 18, pull the threaded ends of the axes 17 into the lanyard a little, and then connect the chains to the grips on the axes 17. Rotating the special nut 18 in the opposite side, extend the axis 17, ensuring the tension of the chains. After the orientation of each pair of chains relative to the hub, the screws 22 are turned to the stop of their cylindrical ends 23 in the grooves 19 of the axles, fixing the lanyard with chains relative to the hub 2 of the wheel. During the assembly process and after completion of the assembly of the wheel, the joints and cracks are isolated with a viscoelastic composition, which is prepared on a silicon-organic basis.

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.During operation of the wheel as part of a transport-technological means (on the soil), the wheel is deformed the more, the higher the load acting on it. This is achieved due to the fact that the rim 4 is elastically deformable, and the chains 3 do not impede deformations. The tire 7 and the transmission link 10 are highly elastic. The deformation occurs along the radius of the wheel (Fig. 1) and due to the "crushing" of the tire with the link 10 in the transverse direction (at the point of contact with the soil); The rim 4 also experiences some deformation in the transverse direction. Since the rim is made of a polymer deformable material, and the tire and the transmission link are made of rubber, smoothness and noiselessness of work, and the possibility of increasing the working speeds of movement, are achieved. The wheel is adapted for "stepping over" solid objects of certain sizes - they are pressed into the tire, easily deforming the transmission link. A special advantage of a wheel of increased elasticity is a cardinal decrease in specific pressure on the soil, as a result of which the soil does not experience unacceptable deformations and a track with a high soil density under it does not form. During operation of the wheel, the lower two pairs of chains are weakened, and the upper ones are loaded, while the wheel is slightly deformed in the upper part. This is a normal phenomenon, since the proposed wheel is hybrid - it contains the functionality of both the wheels and the caterpillar mover. That is why the hooks 11 on the tire are parallel to the axis of the wheel, like a tractor’s caterpillar. The location of each pair of chains 3 at an angle to each other (triangular structure) contributes to the stability of the entire wheel in the transverse direction.

Claims

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.1. Wheel of increased elasticity, containing a flexible rim connected to the hub by radially oriented chain segments, characterized in that the rim is made with inwardly flanged flanges at the section edges and provided with a tire with flanges opposite to those curved and interacting with said flanged flanges, a transfer gear is placed inside the tire the link is made of highly elastic material, for example, soft rubber, while the rim is made of elastically deformable polymeric material, and the tire is made of rubber with a hook and outside, on the inner side of the rim, at its center, an annular protrusion is provided, through the holes in which the fastening elements of the chains are passed, each pair of which is connected to the ends of the hub, forming triangular structures with it, while the chains are fixed to the hub with the possibility of tensioning by, for example, a threaded turnbuckle common to two chains, and the wheel joints are insulated with a viscoelastic composition.

2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что передаточное звено выполнено преимущественно круглого сечения (в свободном состоянии).2. The wheel according to claim 1, characterized in that the transmission link is made mainly of circular cross section (in the free state).

3. Колесо по п.1, отличающееся тем, что зацепы на покрышке расположены параллельно оси колеса.3. The wheel according to claim 1, characterized in that the hooks on the tire are parallel to the axis of the wheel.

4. Колесо по п.1, отличающееся тем, что вязкоупругая композиция выполнена на кремнийорганической основе.4. The wheel according to claim 1, characterized in that the viscoelastic composition is made on an organosilicon basis.