RU199079U1

RU199079U1 - AUGER MOTOR

Info

Publication number: RU199079U1
Application number: RU2019132841U
Authority: RU
Inventors: Яков Львович Либерман; Наталья Александровна Шонохова; Любовь Николаевна Горбунова
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-08-12

Abstract

В полезной модели предлагается движитель транспортного средства, состоящий из днища этого средства, полого цилиндра, охваченного винтовой спиральной лентой, и крышек, закрепленных на противоположных торцах цилиндра и выполненных в виде велосипедных мотор-колес. Отличительной особенностью движителя является выполнение цилиндра из двух секций, между которыми установлена кинематическая цепь, состоящая из трех звеньев, соединенных гомокинетическими шарнирами. Первое звено жестко связано с первой секцией, третье с помощью шлицевого соединения – со второй секцией. Соединение секций цилиндра с днищем выполнено с помощью шарниров с возможностью поворота секций в плоскости, перпендикулярной днищу и параллельной их осям.Техническим результатом предложения является повышение проходимости транспортных средств с применением описанного движителя.The utility model proposes a vehicle propeller, consisting of the bottom of this vehicle, a hollow cylinder covered by a helical spiral tape, and covers fixed on the opposite ends of the cylinder and made in the form of bicycle motor wheels. A distinctive feature of the propeller is the execution of a cylinder of two sections, between which a kinematic chain is installed, consisting of three links connected by homokinetic hinges. The first link is rigidly connected to the first section, the third by means of a spline connection - to the second section. The connection of the cylinder sections with the bottom is made with the help of hinges with the possibility of turning the sections in a plane perpendicular to the bottom and parallel to their axes. The technical result of the proposal is to increase the cross-country ability of vehicles using the described mover.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована в малогабаритных автоматических шнекоходах, предназначенных для исследовательских, изыскательских и им подобных работ. The proposed utility model relates to the field of transport engineering and can be used in small-sized automatic augers designed for research, survey and similar work.

В настоящее время шнековые движители, аналогичные предлагаемому, известны. К ним относится, в частности, движитель, примененный в шнековом вездеходе ЗИЛ-4904, описанный в «www.kolesa.ru/article/kogda-tonut-tanki_-shnekovyj-vezdehod-zil4904-2014-11-24». Он представляет собой два параллельно расположенных полых цилиндра, каждый из которых охвачен винтовой спиральной лентой. Торцы цилиндров закрыты крышками с осями. Вне цилиндров располагается двигатель, соединенный с раздаточной коробкой. Коробка имеет два выхода, каждый из которых через многодисковую фрикционную муфту кинематически соединен с одним из цилиндров (с осью одной из крышек). При использовании движителя его соединяют с днищем шнекохода с помощью кронштейнов, на которых закрепляются оси цилиндров, двигатели и другие перечисленные выше элементы. Чтобы шнекоход двигался, двигатель запускают и фрикционные муфты включают. Цилиндры начинают вращаться, и шнековый вездеход перемещается. Управляя муфтами, заставляют шнекоход менять направление движения. Currently, screw propellers similar to the proposed one are known. These include, in particular, the propulsion device used in the ZIL-4904 auger all-terrain vehicle described in “www.kolesa.ru/article/kogda-tonut-tanki_-shnekovyj-vezdehod-zil4904-2014-11-24”. It consists of two parallel hollow cylinders, each of which is surrounded by a helical spiral tape. The ends of the cylinders are closed with covers with axles. Outside of the cylinders is the engine connected to the transfer case. The box has two outputs, each of which is kinematically connected to one of the cylinders (with the axis of one of the covers) through a multi-plate friction clutch. When using a propeller, it is connected to the bottom of the auger with the help of brackets on which the cylinder axes, engines and other elements listed above are fixed. To move the auger, the engine is started and the friction clutches are turned on. The cylinders begin to rotate and the auger all-terrain vehicle moves. By controlling the couplings, they force the auger to change the direction of movement.

Недостатком такого движителя является, однако, его низкая надежность. Она вызвана тем, то на два движителя приходится один двигатель, а его соединение с цилиндрами выполняется через фрикционные муфты. Муфты при работе проскальзывают и из-за этого подгорают и их требуется часто ремонтировать. Кроме того, проскальзывание муфт происходит по-разному и шнекоход при движении рыскает, а не перемещается прямолинейно. Есть у аналога и ещё один недостаток: большие габаритные размеры и масса, обусловленные применением сложной кинематики. The disadvantage of such a propulsion device is, however, its low reliability. It is caused by the fact that there is one engine for two propellers, and its connection to the cylinders is performed through friction clutches. During operation, the couplings slip and because of this they burn and they need to be repaired frequently. In addition, slipping of the clutches occurs in different ways and the auger yaw during movement, and does not move in a straight line. The analogue has one more drawback: large overall dimensions and weight, due to the use of complex kinematics.

Более надежным является шнековый движитель, описанный в статье «Либерман Я.Л., Захарова Н.А., Свиридов Д.В. Малогабаритный автоматизированный снегоболотоход для инженерно-изыскательских работ// Электронный научно-практический журнал «Современная техника и технологии», 2017, №4». Указанный движитель, принятый нами за прототип, включает в себя полый цилиндр и днище шнекохода, соединенное с цилиндром. Последний охвачен винтовой спиральной лентой и имеет крышки, закрепленные на его противоположных торцах, выполненных в виде велосипедных мотор-колес, например, марки Mikromotik или BionX. Такие мотор-колеса имеют вид дисков, внутри которых имеется безредукторный бесщеточный малооборотный двигатель на постоянных магнитах. Его узлы и детали не нуждаются в смазке и регулировке в течение всего периода эксплуатации. Кинематика шнекохода-прототипа получается проще, чем у рассмотренного выше аналога, она не содержит фрикционных муфт и раздаточной коробки и всё это обеспечивает его высокую эксплуатационную надежность. More reliable is the auger propeller described in the article “Ya.L. Lieberman, N.A. Zakharova, D.V. Sviridov. Small-sized automated snow and swamp-going vehicle for engineering and survey work // Electronic scientific and practical journal "Modern technology and technology", 2017, No. 4 ". The specified mover, taken by us as a prototype, includes a hollow cylinder and the bottom of the auger, connected to the cylinder. The latter is covered by a helical spiral tape and has covers fixed on its opposite ends, made in the form of bicycle motor-wheels, for example, of the Mikromotik or BionX brand. Such wheel motors are in the form of disks, inside of which there is a gearless, brushless, low-speed permanent magnet motor. Its assemblies and parts do not need lubrication and adjustment during the entire period of operation. The kinematics of the prototype auger is simpler than that of the analogue discussed above, it does not contain friction clutches and a transfer case, and all this ensures its high operational reliability.

Тем не менее двигатель-прототип имеет недостаток, который свойственен также и движителю шнекохода ЗИЛ-4904. Это не всегда достаточная проходимость. Если шнекоход перемещается по плоской поверхности, то его проходимость, обеспечиваемая конструкцией движителей, обычно удовлетворительна. Но если на поверхности встречаются бугры или углубления, то зона сцепления движителя с такой поверхностью оказывается меньше, чем с плоской. Это уменьшает проходимость шнекохода.Nevertheless, the prototype engine has a drawback, which is also inherent in the ZIL-4904 auger propeller. This is not always sufficient cross-country ability. If the auger moves on a flat surface, then its passability provided by the design of the propellers is usually satisfactory. But if there are bumps or depressions on the surface, then the zone of adhesion of the propeller with such a surface is less than with a flat one. This reduces the patency of the auger.

Проблемой, решаемой предлагаемым движителем, является повышение проходимости шнекоходов с его применением. Технически она решается за счет того, движитель шнековый, включающий полый цилиндр, охваченный винтовой спиральной лентой, соединенный с днищем шнекохода с возможностью вращения вокруг своей оси, и крышки, закрепленные на противоположных торцах цилиндра, выполненные в виде велосипедных мотор-колес, отличается от прототипа тем, что цилиндр снабжен кинематический цепью из трех последовательных звеньев, связанных между собой гомокинетическими шарнирами, и выполнен состоящим из двух изолированных секций, при этом первое звено цепи соосно и жестко связано с первой секцией, третье звено цепи соосно и с помощью шлицевого соединения связано со второй секцией, а соединение секций цилиндра с днищем выполнено с помощью шарниров с возможностью поворота секций в плоскости, перпендикулярной днищу и параллельной их осям. The problem solved by the proposed mover is to increase the permeability of the augers with its use. Technically, it is solved due to the fact that a screw propeller, including a hollow cylinder covered by a helical spiral tape, connected to the bottom of the auger with the possibility of rotation around its axis, and covers fixed on opposite ends of the cylinder, made in the form of bicycle motor wheels, differs from the prototype the fact that the cylinder is equipped with a kinematic chain of three successive links connected by homokinetic hinges, and is made of two isolated sections, while the first chain link is coaxially and rigidly connected to the first section, the third chain link is coaxially and by means of a spline connection the second section, and the connection of the cylinder sections with the bottom is made using hinges with the ability to rotate the sections in a plane perpendicular to the bottom and parallel to their axes.

Конструктивная схема предлагаемого движителя представлена на фиг.1. Он состоит из полого цилиндра, охваченного винтовой спиральной лентой 1, крышек 2 закрепленных на противоположных торцах цилиндра, выполненных в виде велосипедных мотор-колес, и кинематической цепи из трех последовательных звеньев 3, 4 и 5, связанных между собой гомокинетическими шарнирами 6 и 7. Цилиндр выполнен состоящим из двух секций 8 и 9, при этом первое звено 3 цепи соосно и жестко связано с первой секцией 8, а третье звено 5 цепи соосно и с помощью шлицевого соединения 10 связано со второй секцией 9. Шлицевое соединение для защиты от загрязнения может быть ограждено любым известным элементом, на фиг.1 не изображенным условно. Секции 8 и 9 цилиндра закреплены на днище 11 шнекохода с помощью поворотных кронштейнов 12 и 13 и шарниров 14 и 15, позволяющих секциям 8 и 9 поворачиваться в плоскости, перпендикулярной днищу и параллельной их осям. The structural diagram of the proposed propulsion unit is shown in Fig. 1. It consists of a hollow cylinder covered by a helical spiral tape 1, covers 2 fixed at the opposite ends of the cylinder, made in the form of bicycle motor wheels, and a kinematic chain of three successive links 3, 4 and 5, interconnected by homokinetic joints 6 and 7. The cylinder is made of two sections 8 and 9, while the first link 3 of the chain is coaxially and rigidly connected to the first section 8, and the third link 5 of the chain is coaxially and by means of a spline connection 10 is connected to the second section 9. The spline connection for protection against contamination can be fenced off by any known element, not shown conventionally in Fig. 1. Sections 8 and 9 of the cylinder are fixed to the bottom 11 of the auger by means of pivoting brackets 12 and 13 and hinges 14 and 15, allowing sections 8 and 9 to rotate in a plane perpendicular to the bottom and parallel to their axes.

При перемещении шнекохода с движителями предложенной конструкции по плоской поверхности ось цилиндра, несмотря на то, что он состоит из двух секций 8 и 9, будет оставаться прямолинейной. Если же на поверхности имеется бугор или углубление, ось цилиндра изогнется под тяжестью шнекохода, полуоси его секций 8 и 9 установятся под углом, обеспечивающим сохранение сцепления движителя с поверхностью перемещения. Поскольку шарниры 6 и 7 являются гомокинетическими, скорости вращения секций 8 и 9 при изгибах оси цилиндра будут одинаковыми, что совместность работы мотор-колеса 2 не нарушит. Поворот секций 8 и 9, поскольку они закреплены на кронштейнах 12 и 13 с помощью шарниров 14 и 15, а также благодаря шлицевому соединению звена 5 с секцией 9, может быть практически любым – всё зависит от выбранного размера звена 5 и длины его хода в соединении 10. Зона сцепления движителя при перемещении шнекохода по ровной или рельефной поверхности будет всегда почти одинаковой, а значит проходимость шнекохода при попадании его на неровную поверхность ухудшаться не будет. When moving the auger with propellers of the proposed design on a flat surface, the axis of the cylinder, despite the fact that it consists of two sections 8 and 9, will remain rectilinear. If there is a bump or depression on the surface, the axis of the cylinder will bend under the weight of the auger, the semi-axes of its sections 8 and 9 will be set at an angle that ensures the adhesion of the propeller to the moving surface is maintained. Since hinges 6 and 7 are homokinetic, the rotation speeds of sections 8 and 9 when the cylinder axis is bent will be the same, so that the compatibility of the motor-wheel 2 will not break. Rotation of sections 8 and 9, since they are fixed on brackets 12 and 13 using hinges 14 and 15, and also due to the splined connection of link 5 with section 9, can be practically any - it all depends on the selected size of link 5 and the length of its stroke in the connection 10. The adhesion zone of the propeller when moving the auger on a flat or relief surface will always be almost the same, which means that the auger passability will not deteriorate when it hits an uneven surface.

Таким образом, предлагаемое техническое решение создает технический результат, представляющий собой стабилизацию проходимости шнекохода с его применением. Thus, the proposed technical solution creates a technical result, which is the stabilization of the auger passability with its use.

Claims

The propeller is a screw, including a hollow cylinder, covered by a helical spiral tape, connected to the bottom of the auger with the possibility of rotation around its axis, and covers fixed at the opposite ends of the cylinder, made in the form of bicycle motor wheels, characterized in that the cylinder is equipped with a kinematic chain of three successive links connected by homokinetic hinges, and is made consisting of two isolated sections, with the first chain link coaxially and rigidly connected to the first section, the third chain link coaxially and using a spline connection connected to the second section, and the connection of the cylinder sections to the bottom made with the help of hinges with the possibility of turning the sections in a plane perpendicular to the bottom and parallel to their axes.