УДК 621.86.03

МАЛОГАБАРИТНЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СНЕГОБОЛОТОХОД ДЛЯ ИНЖЕНЕРНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИХ РАБОТ

Либерман Яков Львович1, Захарова Наталья Александровна2, Свиридов Дмитрий Владиславович3
1Уральский федеральный университет, доктор наук honoris causa, профессор РАЕ
2Уральский федеральный университет, бакалавр
3Уральский 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


SMALL-SIZED AUTOMATED ALL-TERRAIN VEHICLE FOR MOVING ON SWAMP AND SNOW FOR ENGINEERING AND EXPLORATION WORKS

Lieberman Yakov Lvovich1, Zakharova Natalya Alexandrovna2, Sviridov Dmitry Vladislavovich3
1Ural Federal University, doctor of sience honoris causa, professor RAE
2Ural Federal University, bachelor
3Ural Federal University, student

Abstract
Design variants of a small-sized аll-terrain vehicle for moving on swamp and snow, with high cross-country ability and maneuverability are proposed. These advantages are achieved by replacing the rigid suspension of the movers with an elastic one. Three variants of elastic suspension are developed: flat spring, spiral spring and torsion. There are design features, the main of which is the use of a support roller that connects the movable end of the flat spring to the support frame.

Библиографическая ссылка на статью:
Либерман Я.Л., Захарова Н.А., Свиридов Д.В. Малогабаритный автоматизированный снегоболотоход для инженерно-изыскательских работ // Современная техника и технологии. 2017. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2017/04/13075 (дата обращения: 26.05.2017).

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.


Рис. 1 Малогабаритный снегоболотоход со шнековыми движителями, предложенными в работах [1; 2, с. 166-169]

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 Academie Pablishing, 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.


Все статьи автора «Свиридов Дмитрий Владиславович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: