Разработки

СТАРОМУ «КОНЮ» — НОВЫЕ ПОДКОВЫ

30.11.2016
СТАРОМУ «КОНЮ» — НОВЫЕ ПОДКОВЫДва года назад я построил вездеход с «ломающейся» рамой на пневматиках. За аналог взял знаменитый вездеход А.Громова, описание которого было опубликовано в «Моделисте-конструкторе» № 1’85. Правда, мой размерами побольше.
 
Со временем я модернизировал конструкцию своей машины. В частности, переделал шарнир «излома» рамы, применил самодельный реверс-редуктор, карданные валы, соединяющие реверс-редуктор с двигателем и передним мостом, ввел еще кое-какие незначительные изменения.
 
После модернизации вездеход проехал более 250 км. Все новые узлы зарекомендовали себя хорошо, никаких замечаний по ним нет. Мои знакомые, имеющие подобные машины, взяли у меня чертежи для повторения. Поэтому я и решил написать в редакцию, чтобы через журнал ознакомить с этими узлами как можно больше самодеятельных конструкторов.
 
ПОДШИПНИК НАДЕЖНЕЕ ВТУЛКИ
 
Непродолжительная эксплуатация первоначального варианта вездехода привела меня к выводу, что бронзовые втулки (подшипники скольжения «плавающих» карданов) в шарнире «излома» рамы необходимо заменить на подшипники качения. Причина — необходимость слишком частого добавления смазки. Попутно созрело решение лишить передний кардан возможности осевого перемещения при «изломе» рамы. И вот почему.
 
В теории (рис. 4а) «плавающие» карданы при «изломе» рамы должны работать (и изнашиваться!) синхронно, то есть перемещаться вдоль оси своих бронзовых втулок на одинаковое расстояние и отклоняться при «изломе» рамы на одинаковый угол. На практике же карданы ведут себя по-иному: передний не перемещается вдоль втулки, а постоянно упирается в нее. Вероятно, потому, что из-за недостаточной точности изготовления и сборки даже симметричных скользящих и трущихся пар шарнира действующие в них силы — разные. Я даже сдвигал карданы назад, но через некоторое время они возвращались в «привычное» для них переднее положение.
 
Это натолкнуло меня на мысль и в самом деле как бы зафиксировать передний кардан — ограничить его осевое перемещение. Но когда я начертил вариант такого шарнира (рис. 4б), то увидел, что при углах «излома» рамы, близких к максимальному, условия работы карданов становятся неравными — из-за большего угла отклонения передний должен изнашиваться сильнее.
 
Поэтому я остановился на другом варианте — с осью «излома» рамы, отстоящей назад на 10 мм от середины звена, соединяющего карданы (рис. 4в). В этом случае звено даже при максимальном угле «излома» почти параллельно продольной оси шарнира (непараллельностью порядка 2° можно пренебречь). Тогда условия работы обоих карданов можно считать близкими к теоретическим, а значит, и ресурс их должен быть примерно одинаковым.
 
И еще одна особенность шарнира, уже воплощенного в металл (рис. 1): передний кардан у него со шлицевой втулкой, а задний — со шлицевым валом. Втулка установлена в подшипнике 207 и зафиксирована от осевого смещения кольцом на горячей посадке. Корпус подшипника 207 запрессован в трубу рамы вездехода. Спереди в шлицевую втулку входит вал от реверс-редуктора.
 
Рис. 1. Шарнир «излома» рамы
 
Рис. 1. Шарнир «излома» рамы (основной материал деталей — Ст3):
 
1 — фланец присоединительный; 2 — кожух передний; 3,17,22 — корпуса подшипников; 4 — кольцо на горячей посадке; 5,16 — подшипники 207; 6,15,23 — крышки подшипников; 7,44 — втулки шлицевые (сталь 40Х); 8,9,34 — детали передней вилки шарнира; 10 — ось шарнира (сталь 40Х, 2 шт.); 11 — подшипник 8106; 12 — обойма игольчатого подшипника (от крестовины кардана автомобиля ГАЗ, 2 шт.); 13 — корпус игольчатого подшипника (2 шт.); 14 — кожух неподвижный (труба 89x4); 18 - втулка-подшипник (бронза, труба 82x3,5); 19 — винт-ограничитель кручения задней части рамы; 20 — кожух задний; 21 — вал карданный, задний (сталь 40Х); 24,25 — винт М8 с шайбой (4 компл.); 26 — подшипник 206; 27,29,41 — уплотнения манжетные; 28 — кольцо стопорное; 30,36 — карданы передний и задний (от рулевого автомобиля ЗИЛ-130); 31,42 — косынки (стальной лист s3); 32,40 — накладки (50x50x3 и 75x50x3); 33 — звено соединительное; 35,38,39 — детали задней вилки шарнира; 37 — вал шлицевой (сталь 40Х); 43 — втулка винта-ограничителя; 45 — винт-фиксатор М8 крышки подшипника (4 шт.); 46 — контргайка М8.
 
Задний кардан своим шлицевым валом входит во втулку промежуточного вала, который вращается в подшипниках 207 и 206. От осевого смещения вал удерживается у подшипника 206 стопорным кольцом. Уплотнение валов — резиновыми манжетами. Крышки подшипников 207 фиксируются каждая двумя винтами М8 с заостренными под углом 90° концами — ими они упираются в фаски крышек и поджимают к корпусам.
 
Все шлицевые пары изготовлены из стали 40Х с последующей закалкой до HRC 45...50.
 
ЗАДНИЙ ХОД ЕМУ НЕОБХОДИМ
 
Поскольку мой вездеход, повторюсь, крупнее прототипа, то без заднего хода эксплуатировать его было бы непросто. Вот я и взялся за разработку реверс-редуктора. Оговорюсь сразу, что моя конструкция этого важного агрегата рассчитана на изготовление на том технологическом оборудовании, которое имелось в моем распоряжении, а именно: токарном, фрезерном и зуборезном станках. Отсюда изобилие винтовых соединений в корпусе редуктора. Конечно, корпус, изготовленный на координатно-расточном станке, выглядел бы современнее и технологичнее, однако немногие самодеятельные конструкторы могут воспользоваться таким станком, и мой опыт может им пригодиться.
 
Рис. 2. Задний карданный вал шарнира «излома» рамы (сталь 40Х).
 
Рис. 2. Задний карданный вал шарнира «излома» рамы (сталь 40Х).
 
Рис. 3. Ось шарнира «излома» рамы (сталь 40Х, 2 шт.).
 
Рис. 3. Ось шарнира «излома» рамы (сталь 40Х, 2 шт.).
 
Рис. 4. Положение элементов шарнира (вид сверху) без «излома» и с «изломом» рамы вездехода
 
Рис. 4. Положение элементов шарнира (вид сверху) без «излома» и с «изломом» рамы вездехода:
 
а — с «плавающими» карданами (теория); б — с «зафиксированным» передним карданом; в — с «зафиксированным» передним карданом и смещенной осью «излома» рамы; 1 — кардан передний; 2 — звено соединительное; 3 — кардан задний.
 
Коробка корпуса сварена из заготовок, нарезанных из швеллера № 10, у которого полки укорочены до 16 мм. После сварки ширина коробки уменьшена до 98 мм на фрезерном станке. Вверху прорезано прямоугольное окно размерами 130x60 мм, закрываемое крышкой с резиновой прокладкой. Окно необходимо для периодического контроля за состоянием шестерен и уровнем масла. Рядом с окном ввернут сапун.
 
Внизу коробки, по центру, приварен стальной кругляш, в котором просверлено резьбовое отверстие М14 для слива отслужившего свой срок масла (завинчивается пробкой).
 
Щиты корпуса вырезаны из стального листа толщиной 4 мм. В них, сложенных вместе, просверлены отверстия под болты крепления, корпуса подшипников и шток реверса. К заднему щиту изнутри приварены четыре болта М10x40 (для стыковки с шарниром «излома» рамы) и направляющая личинка (для штока реверса), а снаружи — обойма с резьбовыми отверстиями под винт, регулирующий усилие пружины шарика-фиксатора и выключатель (от автомобиля ВАЗ) фонаря заднего хода. На штоке сделаны три углубления по месту для остановки ведомой шестерни в трех положениях: «передний ход», «нейтраль» и «задний ход».
 
Все шестерни и валы реверс-редуктора изготовлены из стали 40Х с последующей закалкой до HRC 45...50. Для упрощения конструкции шестерни выполнены прямозубыми, чтобы не было бокового усилия в передаче. Правда, прямозубое зацепление более шумное, чем косозубое, однако за рокотом рядом стоящего двигателя его не слышно.
 
Передаточное число реверс-редуктора i = 2,96. С двигателем от грузового мотороллера «Муравей» он обеспечивает вездеходу максимальную скорость около 40 км/ч и неплохие тяговые характеристики.
 
Последовательность сборки реверс-редуктора такая. Задний щит был слегка прихвачен к корпусу сваркой, и по отверстиям щита в корпусе изготовлены резьбовые отверстия М8. Ввинчены все 14 винтов крепления. Установлены на свои места в щитах корпуса подшипников.
 
На валы надеты шпонки, шестерни, подшипники; на шток—вилка с фиксирующим винтом. Затем эти узлы вставлены в задний щит, и все это в сборе пристыковано к раме вездехода: четыре болта М10 введены в отверстия рамы, с противоположной стороны на них надет фланец шарнира «излома» (конец ведомого вала при этом попал в шлицевую втулку переднего кардана шарнира), и завинчены гайки.
 
Реверс-редуктор
 
Реверс-редуктор
 
Реверс-редуктор (основной материал деталей — Ст3):
 
1 — корпус реверс-редуктора (швеллер № 100); 2 — щит передний; 3 — вал ведомый (сталь 40Х); 4 — болт М 10x40 (4 шт.); 5 — сапун; 6 — прокладка (резина); 7 — рычаг переключения ходов; 8 — выключатель фонаря заднего хода (от автомобиля ВАЗ); 9 — обойма; 10 — вилка; 11— шток; 12 — кронштейн; 13—подшипник 205 (2 шт.); 14 — вал ведущий (сталь 40Х); 15 — подшипник 204 (2 шт.); 16 — вал промежуточный (сталь 40Х); 17 — корпус-фланец; 18 — подшипник 206 (2 шт.); 19,28,31,32 — корпуса подшипников; 20 — шестерня ведомая (z = 56, сталь 40Х); 21,22 — шестерни промежуточного вала (z = 25 и z = 30, сталь 40Х); 23 — шестерня ведущего вала (z = 19, сталь 40Х); 24 — крышка корпуса; 25 — винт-пробка М14; 26 — личинка направляющая; 27 — крышка штока; 29,30 — крышки подшипников; 33 — винт М10, регулирующий усилие пружины шарика-фиксатора.
 
Временно (с помощью струбцин) к корпусу притянут передний щит в сборе и отрегулирован так, чтобы все валы реверс-редуктора вращались легко. После этого щит прихвачен сваркой и по его крепежным отверстиям в корпусе сделаны резьбовые отверстия М8 и ввинчены 14 винтов крепления. В последнюю очередь надета крышка штока, проверено, легко ли он двигается вдоль своей оси, и крышка зафиксирована винтами М6 в тут же просверленные резьбовые отверстия.
 
Для уплотнения щитов использован «герметик-прокладка».
 
Кронштейн рычага переключения ходов изготовлен из уголка 20x20x3 мм и соединен с корпусом и втулкой рычага сваркой. Рычаг со штоком связан двумя звеньями и двумя зашплинтованными пальцами диаметром 8 мм.
 
К корпусу-фланцу прикреплен редуктор привода спидометра от грузового мотороллера «Муравей». Для зацепления вала этого редуктора с ведущим валом в торце последнего имеется паз.
 
Конечно, реверс-редуктор можно было бы сделать и компактнее, однако настоящие его габариты обусловлены размерами уже имеющегося на раме вездехода присоединительного фланца. Изменить его невозможно, а какая-либо переходная деталь усложнила бы конструкцию. Так что возможность его усовершенствования оставляю моим потенциальным последователям.
 
В. САЖИНОВ, г. Северодвинск, Архангельская обл.




Рекомендуем почитать
  • ПАШЕТ, ВОЗИТ И ДАЖЕ ПИЛИТ

    ПАШЕТ, ВОЗИТ И ДАЖЕ ПИЛИТНеобходимость построить мини-трактор появилась у меня одновременно с приобретением в начале 80-х годов садово-огородного участка (получением, как говорили тогда). Эти заветные шесть соток надо было разрабатывать и благоустраивать. Хотелось построить и дачный домик. Без механизированного помощника в таком деле обойтись было бы нелегко. Промышленность же подобных машин в то время почти не выпускала и достать их даже по знакомству было практически невозможно, если ты не ветеран войны.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.