Опорные катки

Опорные катки служат для перекатывания корпуса танка, опирающегося на эти катки, по гусеничным цепям. Онииспользуются также для направления нижней ветви гусеничной цепи.

Опорные катки могут быть с резиновыми шинами, с внутренней амортизацией и жесткие. Кроме того, опорные катки разделяются на одинарные, двойные и тройные.

Резиновые шины на опорных катках уменьшают ударные нагрузки, действующие как на траки гусеничной цепи так и на катки, предохраняя тем самым гусеницу и подшипники опорных катков от разрушения (особенно при движении по булыжнику и твердым каменистым дорогам на больших скоростях); кроме того, резиновые шины уменьшают шум, который демаскирует боевые машины.

Катки с резиновыми шинами обычно несколько тяжелее цельнометаллических и катков с внутренней амортизацией, так как диаметр и ширина катков с резиновыми шинами должны быть достаточно большими.

Вес обрезиненных катков может снижаться путем улучшения их конструкции и использования более легких материалов. Алюминиевые сплавы применялись на катках машин малого веса еще до второй мировой войны, а на катках некоторых легких танков во время войны. В настоящее время катки из легких сплавов применяются и на более тяжелых машинах, например на американском танке М-60 (кроме крайних). Легкие материалы, уменьшая вес, расширяют возможности применения обрезиненных катков на быстроходных машинах (в то же время сами эти материалы могут работать только при хорошем обрезинивании катков).

Резиновые шины могут быть съемными и несъемными.
Наиболее распространены опорные катки с несъемными
шинами, как более простые в изготовлении. Несъемные
шины крепятся на специально обработанный обод катка
методом вулканизации. При условии удачного
конструктивного решения, не усложняющего производство и
увеличивающего вес катка, применение съемных шин для
катков современных боевых машин следует считать весьма
целесообразным.

При качении катка участки шины попеременно сжимаются и разжимаются, происходит внутреннее трение резины и нагревание ее. Нагрев резины до высокой температуры приводит к расслаиванию или отставанию шины от бандажа. Срок службы шины зависит от напряжения в резине и температуры нагрева ее при работе. Напряжение в резине уменьшается при той же нагрузке на каток с увеличением толщины шины, ширины ее и диаметра катка. Температура нагрева резины зависит от многих при чин, но в основном от качества резины, частоты и усилия сжатия участков шины, соприкасающихся с гусеницей также от отвода тепла от резины к металлу. Чем больше время непрерывного движения, частота и усилие сжатия, тем больше температура резины. Частота сжатия увели­чивается с уменьшением диаметра катка и увеличением скорости движения танка. Усилие сжатия, приходящееся на единицу опорной поверхности шины, зависит от веса танка числа опорных катков.

их диаметра, числа шин на катке и ширины каждой шины.

При прочих равных условиях температура внутри ре­зины тем выше, чем толще резиновая шина. Получается, что с увеличением толщины шины уменьшаются напряжения в резине, но ухудшается температурный режим ее, а с уменьшением толщины шины — наоборот. Поэтому толщина резиновой шины — строго расчетная величина для каждой машины. Ширина шины выбирается исходя из условий работы шины и компоновки катков на машине.

Рис.21. Двойной каток с резиновыми шинами

Отвод тепла зависит от сорта резины, толщины шины и способа крепления резины к металлу, т. е. от промежуточного слоя между шиной и ободом (эбонит, клей и др.).

Конструкция обрезиненного катка должна обеспечивать возможность движения машины в случае полного разру­шения резиновых шин.

Условия работы резиновой шины зависят и от качества подвески. Чем меньше ударов балансиров в ограничители хода катков допускает подвеска и чем меньше сила этих уларов, тем меньше перегрузки в резиновых шинах кат­ков. Перегрузки в резине опасны тем, что в наиболее на­груженном месте возможны разрывы цепей молекул и из­менение структуры резины, в результате чего образуются мельчайшие дефекты, которые в процессе работы быстро Разрастаются и приводят к преждевременному разрушению шины.

На рис. 21 изображен двойной каток с резиновыми ши­нами. У этого катка стальные бандажи с навулканизованной резиной напрессованы и приварены к литому корпусу катка, который через ролико - и шарикоподшипники опирается на ось катка и удерживается на ней гайкой. Такая комбинация цилиндрического роликоподшипника, способного воспринимать большие радиальные нагрузки, с шарикоподшипником, способным воспринимать как радиальные.

Рис.22. Цельнометаллический каток

так и осевые нагрузки, является весьма удачной. Для предотвращения вытекания смазки и попадания воды, пыли и грязи полость подшипников с одной стороны закрывается крышкой) а с другой — надежным сальниковым уплотнением.

Иногда у тяжелых танков удельное давление опорного катка на гусеничную цепь получается настолько большим, что резиновые шины быстро разрушаются, и от них вынуждена отказаться. В этом случае применяют или цельнометаллические опорные катки
или катки с внутренней амортизацией.

Несмотря на простоту и дешевизну изготовления, целя неметаллические опорные катки могут быть применены только на машинах с ограниченными скоростями движения.

Для цельнометаллических катков вес играет особенную роль, так как между катком и гусеницей нет никаких амортизирующих элементов. Чем меньше вес катка, тем слабее удары в местах его соприкосновения с гусенице и тем надежнее работа гусениц и подшипников катков.

Одна из наиболее удачных конструкций цельнометаллического катка показана на рис. 22.

Внутренняя амортизация опорных катков применяется для того, чтобы сделать их работу менее жесткой (по сравнению

с работой цельнометаллических катков), а такжедля лучшего предохранения резины от разрушения (по сравнению с обрезиненными катками). Условия работы резины в катках с внутренней амортизацией лучше, чем в катках с резиновыми шинами, вследствие меньших на­пряжений в ней и значительного уменьшения механических повреждений.

Впервые опорные катки с внутренней амортизацией лучше, чем в катках с резиновыми шинами, вследствие меньших напряжений в ней и значительного уменьшения механических повреждений. В первые опорные катки с внутренней амортизацией (рис.23) были применены на тяжелом танке КВ. Потом катки с внутренней амор­тизацией устанавливались также на некоторых се­риях танков Т-34.Позднее такие катки появились на немецкой самоходной

установке «Фердинанд», а затем и на ряде других машин различных стран. В катке с внутренней амортизацией (рис. 23) резиновые диски 1 поме­щены внутри опорного катка между ободом 2 и ступицей 3. Таким обра­зом, обод подрессорен от­носительно ступицы на резиновых дисках, зажа­тых между металличе­скими дисками 4.

При толчке со стороны неровностей грунта обод вследствие упругости резины пе­ремещается в направлении силы толчка. Металлические диски 4 сидят на шпонках ступицы. Внутренние диски упи­раются в буртики ступицы, а наружные поджимаются гай­ками 5.

При такой конструкции катков резина работает глав­ным образом на сдвиг.

Сила сжатия резиновых колец при сборке зависит от конструкции катка и определяется потребной деформацией и долговечностью резины. Если резина зажата очень сильно, то каток становится более жестким, но резина слу­жит дольше. При слабой затяжке резины каток работает более мягко, но резина быстрее выходит из строя.

Во всех случаях, если позволяют вес и размеры катка, лучше разместить в нем большее количество резины, а вес подвешенного на резине обода при достаточной его прочности делать меньше. Тогда удары в месте соприкосновения катка с гусеницей будут меньше, что улучшит условия работы как подшипников катка, так и гусеницы.

По мягкости взаимодействия с гусеницей опорные катки с внутренней амортизацией занимают промежуточное положение между катками с резиновой шиной и цельнометаллическими.

Амортизации взаимодействия, катка с гусеницей можно достигнуть и путем размещения резины на беговой дорожке гусеницы.

Еще лучшей амортизации можно достигнуть, если устанавливать опорные катки с резиновой шиной и применят гусеницы с обрезиненной беговой дорожкой. В этом случае можно уменьшить толщину резиновой шины, что улучшит температурный режим внутри ее без увеличения напряжений и тем самым увеличит срок ее службы.

На современных танках наиболее распространены двой­ные опорные катки, главным образом с резиновыми шинами, реже встречаются катки с внутренней амортизацией и. цельнометаллические.

Рис.23. Каток с внутренней амортизацией

Двойные опорные катки обеспечивают меньшее скручивание нижних ветвей гусениц во время движения по неровностям и уменьшают возможности спадания их. Кроме того, если катки обрезинены, то общая ширина опорной поверхности резины в двойных опорных катках больше.

Одинарные опорные катки применяются главным образом на легких машинах. При этом требуется два направ­ляющих гребня на траке, что увеличивает вес гусеницы.

Кроме резинового бандажа, важным рабочим элемен­том катка являются его подшипники. Они воспринимают вес танка, приходящийся на каток в различных его положениях, воспринимают удары при движении машины по не­ровностям и усилия, направленные вдоль оси катка. Осо­бенно больших величин достигают осевые усилия при пово­роте танка, а также при движении с креном. Поэтому для опорных катков применяются подшипники, которые могут длительное время работать при больших радиальных и осевых нагрузках. Наиболее часто применяются сочетания шарико- и роликоподшипников (рис. 21) Опорами катков могут быть также два конических роликоподшипника (рис. 22 и 23). Конические подшипники надежны в работе, но менее удобны в эксплуатации, так как требуется регу­лировка их через определенные промежутки времени работы. Два шарикоподшипника в ступицах опорных катков настоящее время применяются редко. Подшипники опорных катков следует хорошо смазы­вать, а их уплотнения должны быть особенно надежным.