Вместо гусениц — шнек

Из года в год все интенсивнее идет освоение труднодоступных районов страны, хранящих в собственных недрах неисчислимые достатки, такие нужные народному хозяйству. Разыскивая эти тайники природы, трудятся большие геологоразведочные партии. Они преодолевают тысячи и сотни километров непроходимой тундры, форсируют болота и топи, не замерзающие и в жёсткие зимы реки, глубокие снега.

В этом им оказывают помощь разные транспортные автомобили — гусеничные вездеходы-амфибии, машины высокой проходимости, самолёты и вертолёты. И однако в очень непростых условиях имеющаяся техника довольно часто оказывается бессильной. Приходится применять вьючных животных, оленьи упряжки, а иногда пробираться пешком, одев охотничьи лыжи либо снегоступы.

Исходя из этого понятны попытки создать таковой движитель, что снабжал бы высокую проходимость не только автомобилям, но и более несложным, малым транспортным средствам, не меньше нужным для работы в отдаленных осваиваемых районах.

И движитель подобного рода существует: шнековый, либо винтовой. Он, само собой разумеется, имеет собственные недочёты, но и владеет многими преимуществами.

Основное из них — обеспечение вездеходности в таких условиях распутья, где все остальные транспортные средства проходимости не снабжают.

У шнекового движителя имеется собственная достаточно продолжительная история. Его появление относят к 1900 году, в то время, когда русскому изобретателю Ф. Дергинту был выдан патент на сани, приводимые в перемещение шнеком.

За тем во Швеции и Франции появляются шнековые движители, приспособленные к машинам и предназначенные для обеспечения им возможности передвижения по снегу.

Шнекоход «дороти»

Шнекоход ШН-1 форсирует болото

Лыжно-винтовой снегоход ГПИ-05

Эти автомобили имели винтовой движитель, установленный между задними колесами автомобиля. Шнек приводился во вращение от двигателя через особую передачу. Первоначально на машины ставился один таковой движитель, а позднее два параллельных.

Что же воображал собой сам шнек! Снаружи он напоминал винт в мясорубке: это определенного диаметра стержень, на что навито высокое спиральное ребро. Шнеки устанавливались на шарнирной подвеске, шофер автомобили, при помощи совокупности рычагов имел возможность опускать и поднимать их, другими словами регулировать высоту по отношению к колесам автомобиля.

Что это давало! При перемещении по глубокому, рыхлому снегу, к примеру, достаточно было опустить шнек, дабы он погружался в более плотный слой, снабжая лучшее сцепление. Позднее шнек начали ставить на пружинной подвеске — и та же операция выполнялась машинально, упразднялась сложная рычажная совокупность управления движителем.

Но в первых вездеходах шнек все же трудился не хватает надежно, а сами автомобили имели через чур узкие колеса, каковые под весом автомобиля глубоко погружались в снег и создавали громадное сопротивление перемещению. Да и конструкция шнека была кроме этого несовершенна. Маленького диаметра стержень и высокое узкое ребро его винтовой нарезки не уплотняли снег, а на жёстком насте автомобиль имел возможность перемещаться и без для того чтобы движителя.

Следующий этап развития шнекового транспорта — повышение диаметра винтового движителя, резкое уменьшение высоты спирального ребра и замена колес на лыжи. Эти усовершенствования быстро повысили эффективность работы шнека. Сейчас он превратился в цилиндр громадного диаметра, что при перемещении прекрасно уплотнял снег, а винтовое ребро, не смотря на то, что и было меньшей высоты, трудилось существенно лучше.

Опробования продемонстрировали, что сцепление для того чтобы шнека с грунтом возрастает с повышением приходящейся на него нагрузки.

Это наблюдение стало причиной следующему этапу развития вездеходов разглядываемого типа, что возможно назвать современным, поскольку он захватывает и сегодняшний сутки.

Конструкторы отказались от приспособления шнекового движителя к автомобилю, а стали строить особые автомобили, в которых вся масса распределяется между двумя передними и винтовыми движителями управляемыми лыжами.

Схема установки лыжный автомобиль и шнека с винтовым движителем.

Практически в один момент показалась и еще одна разновидность шнековых автомобилей.

У них уже не было ни колес, ни лыж, а движители представляли собой цилиндры громадного диаметра с трех-, четырехзаходной навивкой рабочего ребра. Управление осуществлялось как на гусеничных автомобилях: торможением одного из шнеков. Такая конструкция считается самая перспективной, потому, что позволяет применять подобные автомобили не только зимний период, но и в условиях полного распутья.

Тут стоит упомянуть об опробованиях зимней техник», каковые были организованы в Подмосковье в конце двадцатых годов. Проверялись возможности разных снегоходных автомобилей, машин, приспособлений и тракторов к ним, повышающих проходимость по снегу. В опробованиях принимала участие техника, созданная университетом НАМИ, отдельными конструкторами. Были и зарубежные автомобили, среди них шнекоход «мотобоб» и трактор «фордзон» на червячных барабанах.

Совершённое сравнение разрешило распознать последовательность преимуществ автомобилей со шнековыми движителями: относительная простота, плавность хода, хорошее тяговое упрочнение. Но тогда же вскрылись и минусы, по большей части заключавшиеся а маленькой скорости, нехорошей маневренности, недостаточной надежности конструкции. Важным причиной явилась и ограниченность мест целесообразного применения шнекоходов если сравнивать с автомобилями и гусеничными машинами повышенной проходимости.

Все это послужило обстоятельством ослабления внимания транспортных организаций к шнековому движителю.

Восстановление интереса к автомобилям с «винтовыми» движителями как у нас в стране, так и за границей, приходится на 60-е годы. Оно связано с поиском вездеходных конструкций, применимых не только в ЗИМНИХ, но и в других очень тяжелых дорожных условиях.

Разные экспериментальные шнекоходные автомобили, предназначенные специально для работы на очень сильно заболоченной местности, были созданы в Соединенных Штатах, Англии, Японии.

У нас громадную исследовательскую работу, среди них и по теории шнековых движителей, проделала лаборатория снегоходных автомобилей Горьковского политехнического университета имени А. А. Жданова.

Под управлением кандидата технических наук, доцента С. В. Рукавишникова был создан последовательность легких шнековых автомобилей (ГПИ-16Р, ГПИ-16ВА, ГПИ-16ВС и ГПИ-0,5), опробования которых подтвердили предположение о перспективности применения «роторно-винтовых» движителей для снегоходов и распознали последовательность неоспоримых преимуществ этих движителей: более большой КПД, надёжность и повышенная долговечность, более высокие тягово-сцепные качества, простота конструкции и меньший вес.

«Мотобоб» — лыжко-винтовая машина.

Трактор «фордзон» на червячных барабанах.

Опробования легкой шнекоходной автомобили ГПИ-16Р с двигателем «Иж-Планета» мощностью 12 л. с. продемонстрировали, что машина устойчиво движется по снегу глубиной от 200 до 800 мм, вольно преодолевает заструги высотой до 400 мм. Шнекоход имеет винтовые барабаны с диаметром Цилиндра 300 мм и шагом винтовой линии зацепов 840 мм, что соответствует углу подъема винтовой линии зацепа 42°.

Протяженность барабана, включая передний и задний конусные участки, — 1650 мм, при высоте зацепов 3 и числе витков 50 мм. Зацепы выполнены в форме трапеции с основанием 35 мм и углом при вершине 20°.

При опробованиях были совершены сравнения с полугусеничным ГПИ-15, имевшим подобные весовые и мощностные характеристики: обе автомобили продемонстрировали однообразные результаты по замеряемым параметрам.

В выводах по опробованиям указано, что применение винтовых барабанов с углом подъема спиральной линии зацепов 42° вероятно для снегоходной автомобили, но нужно уменьшение угла, что разрешит расширить запас тяги го сцеплению. Отмечалось кроме этого, что боковые перемещения на ходу — самый существенный недочёт винтоходной автомобили. Нужны устройства, стабилизирующие прямолинейное перемещение, в особенности на неровностях пути.

О боковых смещениях винтовых барабанов известно в далеком прошлом. Еще инженер А. А. Крживицкий писал об этом в книге «Механические транспортного средства по снегу», вышедшей во второй половине 20-ых годов XX века. И уже тогда советовал ограничивать шнеки врезающимися по бокам в снег полозьями, стабилизирующими перемещение и принимающими боковые упрочнения, появляющиеся на винтовом ребре барабанов.

Созданные лабораторией автомобили ГПИ-0,5, выпущенные маленькой партией, были использованы зимний период на Камчатке для объезда линий электропередачи, где заменили использовавшиеся до этого замечательные гусеничные автомобили ГАЗ-71.

Лыжно-винтовой снегоход ГПИ-0,5 складывается из кузова, двигателя, силовой передачи (трансмиссии), ходовой части, систем питания и рулевого управления двигателя и электрооборудования. Кузов — цельнометаллический, сварной, открытый, рассчитанный на перевозку 2—3 человек.

Он есть главным несущим элементом конструкции снегохода. Передний капот, под которым размещен двигатель, сделан откидным для обеспечения удобства обслуживания двигателя в эксплуатации.

Схема образования на шнеке силы Р2, смещающей барабан в сторону:

Р — равнодействующая сила, перпендикулярная рабочей плоскости винтовой нарезки зацепа, Р1 — сила тяги, ? — угол наклона рабочей плоскости винта по отношению к плоскости его вращения.

Схема бокового ограничения шнека стабилизирующими полозьями:

1 — стабилизирующий полоз, 2 — корпус снегохода, 3 — винтовой барабан-шнек.

Мотоциклетный двигатель «Иж-Плакета» снабжен принудительным охлаждением.

При частоте вращения коленчатого вала 3200—3500 об/мин он развивает мощность 15,5 л. с. Силовая передача включает в себя цепные передачи на сцепление и коробку передач, выполненные в блоке с двигателем, от коробки передач — на редуктор, и бортовые — с главного вала на конические редукторы привода движителей. На основной вал посажен тормозной диск.

Ходовая часть складывается из двух управляемых лыж с амортизацией листовыми рессорами и двух винтовых барабанов движителя с их подвесками.

Барабаны клепаные, негерметические, с зацепами из нержавеющей стали, число заходов навивки — 4. Ход зацепов 1100 с углом по барабану 40°. Движители позади подрессорены, что разрешает им иметь лучшее сцепление с грунтом для преодоления неровностей пути.

Рулевое управление у шнекохода — с простым рулевым механизмом и колесом реечного типа; соединение с поворотными рычагами пыж — тягами.

направляться остановиться и на созданных в Горьковском политехническом университете имени А. А. Жданова автомобилях особенного назначения. Во второй половине 60-ых годов XX века вышли на опробования особые вездеходы на шнековых движителях типа ГПН-63 и ГПИ-72, созданные под управлением доктора наук А. Ф. Николаева (см.: «М-К», 1972, № 4).

Эти автомобили, имея высокую энерговооруженность, снабжены герметичными винтовыми барабанами громадного диаметра, каковые снабжают возможность свободного передвижения не только по снегу либо заснеженному льду со скоростью до двадцати километров/ч, но кроме того по непроходимым болотам и воде. На них смонтированы ледово-фрезерные установки для окалывания льда около зимующих судов в северных портах, для охраны от разрушения льдом гидротехнических сооружений.

При толщине льда в 1,5 м скорость таковой фрезерной проходки достигает 560 м/ч.

Громадный интерес воображает и машина ГПИ-92, сконструированная специально для механизации обработки илообразных осадков на площадках очистных сооружений громадных городов. Такие отстойники имеют площадь до нескольких сот гектаров и должны при современных очистных мощностях поглощать в больших городах до 16000 м3 илообразных осадков в день.

Будучи обезвожены, эти веса смогут быть использованы в сельском хозяйстве и промышленности. Но практика продемонстрировала, что цикл обезвоживания затягивается на пара лет, по большей части из-за зарастания поверхности площадки сорными травами, каковые мешают интенсивному испарению жидкости.

Машина ГПК-82 продемонстрировала хорошую проходимость по иповым отстойникам при любой влажности, а роторно-винтовые движители к тому же интенсивно разрушают и погружают в их растительный покров без применения каких-либо дополнительных навесных орудий. Они перемешивают верхний слой на глубину 500—600 мм, что содействует более интенсивному испарению жидкости.

При мощности двигателя 115 л. с. и диаметре герметичных роторно-винтовых барабанов 800 мм машина снабжает скорость от 5 до двадцати километров/ч, в зависимости от степени влажности ила.

Замечательные автомобили на шнековых движителях быки созданы и на Столичном автозаводе имени Лихачева. Шнекоход ШН-I снабжен двигателем в 180 л. с. и герметичными роторно-винтовыми барабанами с O 800 мм, с рабочим зацепом трапециевидной формы высотой 120 мм и углом наклона 17°.

Для увеличения жесткости на внутреннюю поверхность барабанов напылен слой полиуретана. Машина запланирована на передвижение по глубокому снегу, болотам.

Необыкновенной конструкции шнековая болотоходная машина создана в Столичном университете народного хозяйства имени М. Н. Губкина.

Ее два шнека, вращаясь в противоположных направлениях, разрешают двигаться вперед и назад; в то время, когда же они движутся в одну сторону, машина может перемещаться боком, причем кроме того по асфальту. Данный болотоход рекомендован для транспортировки бурового оборудования по труднопроходимым грунтам — к примеру, грузовой платформы на воздушной подушке.

Из зарубежных автомобилей особенный интерес воображает японская модель шнекохода «дороти».

У нее не два, а четыре шнека, последовательно размещенные по два с каждой стороны. Причем любой шнек может вращаться в обе стороны. Именно поэтому машина владеет необыкновенной маневренностью.

Не обошли вниманием роторно-любители и винтовой движитель технического творчества. В 1965 году инженер П. Г. Гаврилов из Темиртау внес предложение переоборудовать обычный автомобиль «Победа», установив на нем два передние и шнека управляющие лыжи. Шнеки монтировались на особых кронштейнах без элементов амортизации и приводились во вращение карданными валами, идущими от закрепленного на двигателе редуктора с угловыми шестернями.

Тому же автору в собственности проект лыжно-винтовой автомобили, в которой шнековые барабаны имели пневмогидравлические амортизаторы, что улучшало сцепление движителя с грунтом ка неровностях пути.

В первой половине 70-ых годов XX века инженер П. В. Олейников из поселка Зареченский Мурманской области выстроил шнеконарты КРАБ-1.

Нужно дать должное настойчивости любителя технического творчества: потребовалось три года, дабы сделать машину не только работоспособной, но и надежной: она эксплуатируется в течение всего зимнего периода без поломок.

Конструктивная схема снегохода ГПИ-05.

Винтовой движитель конструкции П. Г. Гаврилова и его шнекоход на базе автомобиля «Победа» М20:

1 — управляемая лыжа, 2 — редуктор, 3 — двигатель, 4 — вентилятор и радиатор совокупности охлаждения, 5 — карданный вал, 6 — шнековый движитель, 7 — опорный подшипник.

Схема шнеконарт П. В. Олейникова:

1 — управляемая лыжа, 2 — упорный подшипник рулевой колонки, 3 — корпус, 4 — рулевая колонка, 5 — руль, 6 — сиденье пассажира и водителя, 7 — бензиновый бак; 8 — двигатель, 9 — редуктор, 10 — муфта соединения двигателя с редуктором, 11 — цепь привода шнека, 12 — подшипник, 13 — ведомая звездочка, 14 — ось шнека, 15 — шнек, 16 — винтовые зацепы, 17 — передний подшипник, 18 — поворотная ось рамы шнека, 19 — амортизатор, 20 — упорная резиновая подушка, 21 — рессора; ? — угол отклонения рамы шнека по отношению к корпусу.

Шнеконарты КРАБ-1 складываются из лыжи-корпуса, одного шнека, моторной установки и одной передней управляемой лыжи, которая при перемещении уплотняет снег перед шнеком.

Корпус имеет П-образную форму: боковые плоскости, снабженные подрезами, скользят по снегу, а в вырезе размещается шнек. Подрезы нейтрализуют боковые силы, появляющиеся на трудящемся шнеке, снабжая устойчивое прямолинейное перемещение автомобили. А сами плоскости-лыжи ограничивают пространство, в котором трудится шнек, что существенно повышает его эффективность. Движитель закрепляется на раме, которая передней частью шарнирно кропится к силовым узлам П-образного выреза.

Ее задняя часть не связана с корпусом-лыжей и выходит за его задний обрез. На ней посредством особого кронштейна установлен двигатель Иж-56 с принудительным воздушным охлаждением, и редуктор (реверс). Последний из/оговлен из заднего моста инвалидной мотоколяски.

От редуктора на привод шнека идет цепная передача.

Такая схема при перемещении разрешает раме шнека совместно с двигателем перемещаться в вертикальной плоскости, снабжая улучшение сцепления движителя с дорогой на неровностях. Этому же содействует оптимальная нагрузка шнека, несущего на себе вес редуктора и двигателя.

Движитель, как и у всех аналогичных автомобилей, представляет собой цилиндрический барабан O 320 мм и длиной 1500 мм с тремя спиралями зацепов, перемещённых относительно друг друга на 120°. Ход зацепов 450 мм — это указывает, что за один оборот шнек продвигается вперед на 0,45 м. Трехзаходная спираль увеличивает сцепление со снегом, поскольку на расстоянии 1,5 м Длины шнека в зацеплении участвуют . в один момент 9 ребер.

Для изготовления зацепов конструктор применял отработавшие собственный срок диски от муфты сцепления трактора.

Передняя управляемая лыжа снабжена мягкой подвеской из рессоры, двух амортизаторов от мопеда «Рига» и ограничителей: резиновых подушек, предотвращающих твёрдые удары и предохраняющих рессору от поломок.

Кроме того столь краткий обзор шнекоходных автомобилей говорит о том, что развитие этого своеобразного вида транспортной техники длится, как длятся и поиски новых конструктивных ответов.

И. НИКОЛАЕВ, инженер

Игромир

Вместо гусениц — шнек

Рандомные статьи:

Про озимый ячмень, пшеницу и Гусеницу.Трактора МТЗ-82 и ЮМЗ-6КЛ. #СельхозТехника ТВ № 21

Похожие статьи, которые вам понравятся: