Малогабаритный автоматизированный снегоболотоход для инженерно-изыскательских работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Малогабаритный автоматизированный снегоболотоход для инженерно-изыскательских работ

Либерман Яков Львович

Захарова Наталья Александровна

Свиридов Дмитрий Владиславович

Уральский федеральный университет, доктор наук honoriscausa, профессор РАЕ

Уральский федеральный университет, бакалавр

Уральский федеральный университет, студент

Аннотация

Предложены конструктивные варианты малогабаритного снегоболотохода с высокой проходимостью и маневренностью. Указанные преимущества достигаются за счет замены жесткой подвески движителей на упругую. Разработаны три варианта упругой подвески: рессорная, пружинная и торсионная. С конструктивными особенностями, основная из которых состоит в применении опорного ролика, связывающего подвижный конец рессоры с опорной рамой.

Ключевые слова: автоматизированный, движитель, инженерно-изыскательский, малогабаритный, подвеска, пружины, рессоры, ролик, снегоболотоход, торсион, шнеки

Как известно, сегодня экологические научные исследования, инженерно-изыскательские и т.п. работы ведутся в разные времена года и в разных местностях, отличающихся друг от друга доступностью, составом и консистенцией грунтов, степенью заболоченности и заснеженности. Для производства работ на сильно заболоченных или заснеженных территориях обычно применяются специальные машины типа снегоболотоходов, оснащенных устройствами для взятия проб грунта, воды и газов, определения уровня радиации и пр.

Управляются современные снегоболотоходы, как правило, водителем-оператором, размещающимся в кабине машины и наблюдающим за её движением либо непосредственно через окна, либо с помощью перископических или телевизионных систем. Но человек должен чувствовать себя в кабине комфортно, а это требует применения особых технических средств, зачастую существенно увеличивающих массу снегоболотохода, мощность его приводов и габаритные размеры, что как следствие еще и снижает его маневренность.

Для ликвидации указанных недостатков, очевидно, целесообразно вывести оператора за пределы машины, связать его с ней с помощью системы телеуправления, а для управления её приводами использовать автоматические устройства. В результате получится автоматизированная система управления снегоболотоходом, а сам он - малогабаритным. Если при этом ещё поставить задачу построения не просто снегоболотохода малых габаритов, но машины высокой проходимости, то в качестве его движителей имеет смысл применить мотор-спирали.

снегоболотоход малогабаритный подвеска движитель

Рис. 1 Малогабаритный снегоболотоход со шнековыми движителями

Один из конструктивных вариантов малогабаритного снегоболотохода на мотор-спиралях, разработанного на кафедре «Подъемно-транспортные машины и роботы» Уральского Федерального Университета, показан на рис.1, где 1 -корпус машины, с установленными на нем аккумуляторами, буровым агрегатом телескопического типа, водозаборным устройством, прибором для анализа грунта и воды, газоанализатором, счетчиком Гейгера, аппаратурой управления и др.; 2 - опорная рама, на которой закреплен корпус 1 и движители 3, выполненные на велосипедных мотор-колесах, 4 - носовые ограждения машины.

Особенностью данной конструкции является простая жесткая подвеска движителей. Это повышает надежность машины, но при резких динамических нагрузках на движители может отрицательно сказаться на работе агрегатов, находящихся в корпусе. Если указанные нагрузки весьма вероятны, то жесткая подвеска может быть заменена упругой.

Рис. 2 Шнековый движитель с рессорной подвеской

Разработаны три варианта упругой подвески движителей: рессорная (рис.2), пружинная (рис.3) и торсионная (рис.4). Последняя обладает наибольшей упругостью, предпоследняя - средней, первая - наименьшей. Принципиально все три варианта аналогичны упругим подвескам, используемым в других транспортных машинах [3, с. 241-256], но выполнены с некоторыми отличиями. Так, рессорная подвеска сконструирована не с применением серьги, связывающей подвижный конец рессоры с опорной рамой, как делается обычно [4, с. 564-567], а с применением опорного ролика.

Рис.3 Шнековый движитель с пружинной подвеской

Ролик 1 (рис.2) имеет геометрическую форму двух конусов, обращенных меньшими диаметрами друг к другу, что создает на его поверхности соответствующее углубление. Ось 2 ролика закреплена на подшипниках 3 в кронштейне 4, который установлен на опорной раме 5 снегоболотохода. Подвижный конец рессоры 6 снабжен накладкой 7, имеющей профиль, ответный по отношению к углублению ролика, и размещен внутри кронштейна под роликом. Такая конструкция более износостойка, чем конструкция с серьгой, и более долговечна. В целом же все три варианта упругой подвески способны повысить и догловечность снегоболотохода при резких динамических нагрузках на его движетели, и его проходимость.

Рис.4. Шнековый движитель с торсионным валом

Библиографический список

1. Либерман Я.Л., Захарова Н.А. Шнековый движитель/ Патент РФ №167625 от 10.01.17.

2. Либерман Я.Л., Летнев К.Ю Специальные системы управления транспортирующими машинами: новые схемы и конструктивные элементы. Saar-briicken: LAP LAMBERT AcademiePablishing, 2017.

3. Багин Ю.И., Ильин А.В., Автомобили. Конструкция и элементы расчета шасси. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008.

4. Добровольский В.А., Заблонский К.И., Мак С.Л., Радчик А.С., Эрлих Л.Б. Детали машин. К.-М.: Машиностроение, 1959.

Размещено на Allbest.ur